DE69932323T2 - BICYCLE HANGING DEVICE AND CORRESPONDING METHOD - Google Patents
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- B62K25/22—Axle suspensions for mounting axles resiliently on cycle frame or fork with rocking arm pivoted on each fork leg with more than one arm on each fork leg
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Description
Diese Anmeldung beansprucht die Vorzüge der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 60/076,489, eingereicht am 2. März 1998.These Registration claims the benefits the provisional U.S. Patent Application No. 60 / 076,489, filed March 2, 1998.
Die
Erfindung betrifft ein Fahrrad, umfassend eine stoßdämpfende
Radaufhängungsvorrichtung,
und ein zugehöriges
Verfahren. Obwohl die bevorzugte Ausführungsform unter Bezugnahme
auf die hintere Aufhängung
bei einem Mountainbike beschrieben ist, ist es für Fachleute selbstverständlich,
dass die Erfindung einfach bei anderen Konfigurationen und Geräten genutzt
werden kann, insbesondere bei solchen, die Kettenantriebskraft bei
einem aufgehängten
Rad verwenden, umfassend (nur als Beispiel und nicht als Beschränkung) Aufhängungen
für Motorräder, wie
beispielsweise in der
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Die folgende Tabelle zählt US-Patente auf, welche für die Patentfähigkeit der Erfindung wesentlich sein können: The following table lists US patents which may be essential to the patentability of the invention:
Weiterhin
zeigen eine Anzahl von Internet-Webseiten derzeit Fahrräder, welche
Radaufhängungen aufweisen,
umfassend wenigstens die Folgenden:
httpa/www.cyclery.com
http://www.intensecycles.com/m1s1.htm
http://www.gtbicyles.com/tech/catalog/sts1.htm
http://www.mountaincycle.comlmoho_cxs/cxs.htm
http://www.schwinn.com/cataloglhomegrown/straight6.htm
httpa/www.ventanausa.com/products/marble.htm
http://www.ventanausa.com/productslmatador.htmFurthermore, a number of Internet websites currently show bicycles having wheel suspensions comprising at least the following:
httpa / www.cyclery.com
http://www.intensecycles.com/m1s1.htm
http://www.gtbicyles.com/tech/catalog/sts1.htm
http: //www.mountaincycle.comlmoho_cxs/cxs.htm
http://www.schwinn.com/cataloglhomegrown/straight6.htm
httpa / www.ventanausa.com / products / marble.htm
http://www.ventanausa.com/productslmatador.htm
Obwohl derzeitige Fahrrad-Aufhängungs-Ausgestaltungen typischerweise Stoßdämpferfähigkeit umfassen, wobei unter anderem beabsichtigt ist, dass diese Komfort und Sicherheit bereitstellen, und es Idealerweise ermöglichen, dass die Reifen (selbst auf unebenen Oberflächen) in Berührung mit dem Untergrund bleiben, und auf unebenen, steilen Anstiegen und Gefällen eine Zugkraft haben, haben derzeitige Ausgestaltungen eine Anzahl von innewohnenden Fehlern oder Nachteilen.Even though current bicycle suspension configurations typically shock absorber capability include, among others, it is intended that these comfort and provide security, and ideally enable it to that the tires (even on uneven surfaces) are in contact with stay underground, and on uneven, steep climbs and gradients have a pulling force, current designs have a number inherent errors or disadvantages.
Unter anderem ermöglichen es Aufhängungen üblicherweise dem Fahrer, mit größerer Geschwindigkeit, Kontrolle und verbessertem Komfort bergab zu fahren. Obwohl die Aufhängung zum Bergauffahren einige Vorteile bereitstellt (und, wie angezeigt, auf jeden Fall wichtige Vorteile beim Bergabfahren bereitstellt), werden viele (wenn nicht die meisten) derzeitigen Ausgestaltungen allgemein als ein Hindernis beim Bergauffahren angesehen.Among other things, suspensions typically allow the driver to ride downhill at greater speed, control and comfort. Although the suspension for hill climbing some Provides benefits (and, as indicated, definitely provides important downhill benefits), many (if not most) current designs are generally considered to be a hindrance to uphill driving.
Während des Bergauffahrens "saugen" die meisten Aufhängungen des Standes der Technik Energie (wie unten beschrieben): die kinetisch weniger effizienten Ausgestaltungen "saugen" üblicherweise während des Bergauffahrens die meiste Energie. Zusätzlich sind viele Aufhängungs-Ausgestaltungen des Standes der Technik derart sperrig oder verwinkelt, dass sie unerwünschtes Gewicht zu dem Fahrrad hinzufügen, wodurch ebenfalls Energie von dem Fahrer "abgesaugt" wird, insbesondere während des Bergauffahrens.During the Mountain climbing "suck" most suspensions of the prior art energy (as described below): the kinetically less efficient designs usually "suck" during the Mountain running the most energy. In addition, many suspension configurations of the prior art so bulky or bent that they undesirable Add weight to the bike which also "sucked" energy from the driver, especially during the Hill climbing.
Während einige der durch die Erfindung bereitgestellten Vorteile durch die Verwendung von Leerlauf-Riemenscheiben und anderen Komponenten erreicht werden können, würden solche Ansätze vermutlich Gewicht (für die zusätzlichen Komponenten) hinzufügen und der zusätzliche Luftwiderstand der Riemenscheiben würde selbstverständlich zusätzliche Energie (von dem Fahrer, dem Motor, usw.) zur Fortbewegung benötigen.While some the advantages provided by the invention through use be achieved by idling pulleys and other components can, would such approaches probably weight (for the additional Components) and the extra Air resistance of the pulleys would of course be additional Need energy (from the driver, the engine, etc.) to get around.
Zusätzlich wäre es vermutlich schwierig (oder sogar unmöglich), ein derartiges Riemenscheiben-System bei einem Fahrrad zu verwenden, das ansonsten konventionelle Industrie-Standardkomponenten aufweist (Zahnräder, Umwerfer, usw.). Mit anderen Worten, wäre es möglich, dass derartige Riemenscheiben-Ansätze keinen serienmäßig produzierten Gangsatz verwenden kann.In addition, it would probably be difficult (or even impossible) to use such a pulley system on a bicycle otherwise conventional industry standard components (gears, derailleurs, etc.). In other words, that would be it is possible such pulley lugs did not produce as standard Can use gear set.
Weitere Beispiele dieser Nachteile werden ferner unten erläutert:Further Examples of these disadvantages are further explained below:
1. Verlust von Pedalkraft aufgrund von durch das Antriebsdrehmoment induzierter Aufhängungsbewegung ("Drehmoment-reaktive" Aufhängungen)1. loss of pedal force due to drive torque induced suspension motion ("torque-reactive" suspensions)
Alle derzeitigen Fahrrad-Hinteraufhängungen, welche den Erfindern bekannt sind, weisen eine Tendenz auf, die hintere Aufhängung entweder zusammenzudrücken oder zu strecken, wenn sie Antriebsketten- und Radantriebslasten ausgesetzt werden. Ausgestaltungen, welche die hintere Aufhängung zusammendrücken, bewirken, dass die Energie des Fahrers dazu verwendet wird, um den Stoßdämpfer zusammenzudrücken. Die zu dem Stoßdämpfer übertragene potentielle Energie wird von dem Dämpfermedium in dem Stoßdämpfer als Wärme abgeleitet. Ausgestaltungen, welche die Aufhängung unter Last strecken, vergeuden Energie, indem sie die Masse des Fahrrads und des Fahrers mit jedem Hub anheben. Ausgestaltungen, welche versuchen, die Kettenlasten auszunutzen, um ein Drehmoment gegen die Aufhängung zu erzeugen, erzeugen einen versteifenden Effekt der Aufhängung unter Pedal-Drehmomentlasten, was die Fahrqualität verringert und die durch die Nachführung induzierte Zugkraft bei starker Pedalbetätigung begrenzt.All current bicycle rear suspensions, which are known to the inventors, have a tendency that rear suspension either squeeze or to stretch if they have drive chain and wheel drive loads get abandoned. Embodiments which compress the rear suspension cause that the driver's energy is used to squeeze the shock absorber. The transmitted to the shock absorber Potential energy is taken from the damper medium in the shock absorber Heat derived. Embodiments illustrating the suspension stretch under load, waste energy by reducing the mass of the Bike and the driver with each stroke. embodiments, which are trying to exploit the chain loads to get a torque against the suspension create a stiffening effect of the suspension under Pedal torque loads, which reduces the ride quality and the through the tracking induced traction limited with strong pedaling.
Da ein durchschnittlicher Mensch einen Maximalwert von etwa drei Viertel (3/4) PS erzeugen kann, und dies nur für einen sehr kurzen Zeitraum bewerkstelligt, und nur etwa 1/10 PS für ausgedehnte Zeitspannen erzeugen kann, können selbst kleine Leistungsverluste einen bedeutenden Effekt auf den Fahrer und das Fahrerlebnis haben. Bei den im voranstehenden Absatz beschriebenen Ausgestaltungen, wird potentielle Energie typischerweise außer Phase mit dem Hub der Pedale und der Kurbel zurückgewonnen, und wird daher als in dem Dämpfer abgeleitete Wärme vergeudet, statt als Leistung zum Vorantreiben des Fahrrads verwendet zu werden.There an average person has a maximum value of about three quarters (3/4) horsepower, and only for a very short period of time accomplished, and produce only about 1/10 HP for extended periods of time can, can even small power losses have a significant effect on the Drivers and the driving experience have. In the previous paragraph described embodiments, potential energy becomes typical except Phase recovered with the stroke of the pedals and the crank, and therefore will as in the damper derived heat wasted rather than used as a power to push the bike to become.
Zusätzlich fühlen sich Drehmoment-reaktive Aufhängungs-Ausgestaltungen schwammig, schwerfällig und unempfänglich für die Pedal-Eingabe an.In addition, feel Torque-reactive suspension configurations spongy, cumbersome and unresponsive for the Pedal input on.
Weiterhin
folgt bei einer typischen Ausgestaltung der hinteren Aufhängung das
Rad einer bogenartigen Kurve, wenn es auf eine Bodenwelle trifft,
was das Rad dazu zwingt, in einer Richtung nach vorne, sowie in
einer Richtung nach oben, verlagert zu werden (im Gegensatz dazu,
und durch einen Vergleich der
Dieses und andere hierin erläuterte Probleme sind bei durch Menschen angetriebenen Geräten, wie beispielsweise Fahrrädern, besonders bedeutsam, da das menschliche Kraftwerk üblicherweise derart niedrige Drehzahlen bereitstellt, dass das Aufbocken oder die Drehmoment-Reaktion bei jeder Umdrehung passiert (und gespürt wird), statt nur "einmal", wie zum Beispiel bei einer Beschleunigung von einem Verbrennungsmotor, erfahren würde.This and others discussed herein Problems are with people driven devices, such as bicycles, particularly significant, since the human power plant usually such low speeds provides that jacking up or the torque reaction happens (and is felt) every revolution instead of just "once", like for example at an acceleration of an internal combustion engine, would learn.
2 Aufgrund eine durch Bremsen induzierten Drehmoments bewirktes Sperren der hinteren Aufhängung2 Due to a by Brake induced torque caused locking the rear suspension
Fast alle derzeitigen Fahrrad-Hinteraufhängungs-Ausgestaltungen platzieren den Anker für ihre hinteren Bremsen (die entweder ein Scheibenbremssattel oder traditionelle Felgenoberflächen-Bremssattel-Bremsen sind) an einer Position, an der das Anlegen von Bremskräften bewirkt, dass eine streckende Kraft oder ein "Aufbocken" auf die hintere Aufhängung ausgeübt wird. Diese "Aufbock"-Kraft bewirkt, dass die hintere Aufhängung ihre Wirksamkeit bei hohen Bremslasten verliert, da das Aufbocken die Aufhängung sperren kann und/oder bewirken kann, dass der hintere Teil des Fahrrads angehoben wird, was den Fahrer nach vorne zwingt und den Schwerpunkt über das Vorderrad verschiebt, wodurch eine Instabilität des Fahrrads und des Fahrers bewirkt wird. Dieses Aufbocken kann sich als "Radsprung" und als Instabilität bei starkem Bremsen auf unebenen Oberflächen zeigen.Nearly Place all current bicycle rear suspension configurations the anchor for their rear brakes (either a disc brake caliper or traditional rim surface caliper brakes are) at a position where the application of braking forces causes that a stretching force or a "jacking up" on the rear suspension is exercised. This "jack-up" force causes the rear suspension their effectiveness at high brake loads loses, as the jacking up the suspension can lock and / or can cause the rear of the bike is raised, which forces the driver forward and the center of gravity over the Front wheel shifts, causing instability of the bike and the driver is effected. This jacking up can be considered as a "wheel jump" and as an instability with heavy braking on uneven surfaces demonstrate.
Derzeitige Aufhängungs-Ausgestaltungen (im Gegensatz zu festen hinteren Verbindungen) erzeugen dieses unsichere (oder zumindest schwer kontrollierbare) Aufbocken. Einige Ausgestaltungen, welche eine Scheibenbremse verwenden, wirken diesen Aufbock-Kräften entgegen, indem die Bremskräfte mit einem separaten Element geankert werden, das von der Radaufhängung entfernt an dem Rahmen angebracht ist. Obwohl dieser Ansatz funktioniert, um das Bremsen"Aufbock"-Problem auszuschalten, führt er zusätzliches Gewicht und zusätzliche Komponenten ein (was daher nicht zu einer einfachen Ausgestaltung führt), und kann das kinetische Ansprechverhalten des Fahrradrahmens (das einer der Hauptpunkte ist, weswegen überhaupt eine Aufhängung verwendet wird) begrenzen. Andere Bremsenanordnungen versteifen oder sperren die Aufhängung sogar beim Bremsen, obwohl wohl der wichtigste Zeitpunkt, bei dem die Funktion der Aufhängung wahrscheinlich verlangt wird, das Bremsen vor Hindernissen oder unebenes oder schwieriges Terrain ist.current Suspension designs (unlike fixed posterior connections) generate this uncertain (or at least difficult to control) jacking up. Some embodiments, which use a disc brake counteract these jacking forces, by the braking forces be anchored with a separate element that removes from the suspension attached to the frame. Although this approach works, to turn off the braking "jack-up" problem he leads additional Weight and additional Components (which therefore not a simple design leads), and can the kinetic response of the bicycle frame (the one of the main points is why a suspension is used at all will limit). Stiffen or lock other brake assemblies the suspension even when braking, although probably the most important time at which the function of the suspension is likely is required, braking against obstacles or uneven or difficult Terrain is.
3. Richtiges Stoßdämpfer-Bewegungsverhältnis3. Right Shock motion ratio
Das Bewegungsverhältnis des Stoßdämpfers des Fahrrads ist für einen korrekten Betrieb der Aufhängung entscheidend. Das Bewegungsverhältnis der derzeit auf dem Markt erhältlichen Aufhängungs-Fahrräder deckt den Bereich von schnell ansteigend bis schnell abfallend ab. Es treten große Nachteile auf, wenn sich zu irgendeinem Ende des Spektrums bewegt wird.The motion ratio the shock absorber of the Bike is for correct operation of the suspension crucial. The movement ratio currently available on the market Suspension bicycles covers ranging from fast rising to fast sloping. It kick big Disadvantages when moving to any end of the spectrum becomes.
Eine sehr schnell ansteigende Rate bewirkt, dass die Aufhängung zu weich und aktiv im anfänglichen Abschnitt der Radbewegung ist, was eine ruckartige Bewegung bewirkt und Pedalenergie vergeudet, während bei großen Bodenwellen und "G-Outs" (Bodenwellen-Impulse mit hoher Last und langer Dauer) schnell durch die Anfangsbewegung durchgeschossen wird, während sie schließlich in späteren Abschnitten der Stoßdämpfungsbewegung fest und unnachgiebig wird. Eine schnell ansteigende Rate wird durch kleine "Kniehebel"-Stoßdämpfer-Schwenkarme (oder "Schwenkarme" oder "Schwenkverbindungen" oder "obere Schwingarme") verursacht, wobei sich das Bewegungsverhältnis in dem Aufhängungshub aufgrund der großen Winkeländerung, die durch die kleinen Schwenkarme erzeugt wird, stark ändert. Unter anderem funktionieren Luft-Stoßdämpfer nicht gut bei einer Aufhängung mit ansteigender Rate, da eine Luftfeder ebenfalls eine ansteigende Rate aufweist, was zu einer sehr schnell ansteigenden Rate führt.A very fast rising rate causes the suspension too soft and active in the initial section The wheel movement is what causes a jerky movement and pedal energy wasted while at huge Bumps and "G-outs" (bumps pulses with high load and long duration) quickly through the initial movement is shot through while she finally in later Sections of the shock absorption movement firm and unyielding. A fast rising rate is going through small "toggle" shock absorber swivel arms (or "pivot arms" or "pivotal connections" or "upper swing arms") causes, wherein the movement ratio in the suspension stroke because of the big one Angle change, which is generated by the small pivot arms, changes greatly. Under other air shock absorbers do not work good with a suspension at an increasing rate, as an air spring is also a rising Rate, which leads to a very fast rising rate.
Eine abfallende Rate ist für die Aufhängung eines Mountainbikes der schlechtest mögliche Fall. Eine Aufhängung mit abfallender Rate ist anfangs steif und wird weicher, wenn die Aufhängungsbewegung durch ihren Hub geht. Eine Aufhängung mit abfallender Rate ist bei hochfrequenten "Stotter"-Bodenwellen steif und unnachgiebig, während sie bei hohen Kräften bei großen Bodenwellen immer noch durch den Bewegungsbereich schiesst und bis zum Anschlag durchschlägt.A decreasing rate is for the suspension a mountain bike the worst possible case. A suspension with declining rate is initially stiff and softens when the suspension movement goes through her hub. A suspension falling rate is stiff and unyielding in high frequency "stutter" ground waves, while she at high forces at big Bumps still shoot through the range of motion and up strikes to the stop.
Eine Aufhängung mit einer leicht abfallenden Rate kann recht gut funktionieren, wenn sie mit einem Luft-Stoßdämpfer kombiniert ist. Aufgrund der progressiven Eigenschaften der Luftfeder, ist die resultierende Kombination eine fast lineare Rad"Bewegungs"-Rate. Wenn allerdings eine steife Feder bei einem Fahrrad mit einer abfallenden Rate ausgewählt ist, um ein übermäßiges durchschlagen zum Anschlag zu verhindern, ist die Aufhängung sehr steif und bei kleinen oder welligen (oder "Stotter-") Bodenwellen fast nicht existent.A suspension with a slightly declining rate can work pretty well, when combined with an air shock absorber is. Due to the progressive properties of the air spring, is the resulting combination is an almost linear wheel "motion" rate. If so a stiff spring is selected on a bicycle at a declining rate, to break through an excessive To prevent the stop, the suspension is very stiff and small or bumpy (or "stutter") bumps almost not existent.
Im
Gegensatz dazu, und wie hierin erläutert, stellt die bevorzugte
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung einen Rahmen bereit, der ein fast lineares
Bewegungsverhältnis
aufweist. (hierin als "progressiv
linear" beschrieben).
Es ist für
Fachleute selbstverständlich,
dass eine perfekte Linearität
auftreten würde,
wenn der erste 1 Inch der "Kompressions"-Bewegung des Fahrrad-Rads
zu 1/4 Inch Kompression des Stoßdämpferelements
führt,
und jede weitere Erhöhung
der Fahrrad-Rad-"Kompression" um 1 Inch ebenfalls
1/4 Inch von Kompression des Stoßdämpferelements entspräche. Ein
Graph von repräsentativen
Bewegungsverhältnissen
des Standes der Technik, sowie die Bewegungsverhältnisse für die vorliegende Erfindung sind
in
Dieser lange "obere Schwenkarm" bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung (zusammen mit der Konfiguration und den relativen Abmessungen der Nase dieses Schwenkarms) hilft dabei, die gewünschte Ausrichtung der Schwenkpunkte bei der Verbindung der vorliegenden Erfindung zu erreichen. Diese Ausrichtung erreicht das erwünschte Verfolgen des "momentanen Zentrums" ("IC"), so dass dieses an oder sehr nahe an der Kettenspannungslinie der Antriebskette bleibt (wodurch unerwünschte Kettendrehmomente verringert oder ausgeschaltet werden). Bei der bevorzugten Ausführungsform, wie hierin beschrieben, hält das Verfolgen der Verbindung das IC an (während normalen Betriebs im "belasteten" [was heisst, dass der Fahrer sich auf dem Fahrrad befindet] Modus der Aufhängung) oder nahe an (während jedes anderen Punkts der Aufhängungsbewegung) dieser Kettendrehmomentlinie. Keine andere Fahrradaufhängung (selbst andere 'Vier-Stangen-Verbindungen"), die den Erfindern bekannt ist, stellt dieses vorteilhafte Verfolgen und/oder die anfänglich belastete Ausrichtung bereit.This long "upper arm" at the preferred embodiment of the invention (together with the configuration and the relative Dimensions of the nose of this swivel arm) helps to achieve the desired alignment the pivot points in the connection of the present invention to reach. This alignment achieves the desired tracking of the "current center" ("IC") so that this at or very close to the chain tension line of the drive chain remains (causing unwanted Chain torques are reduced or eliminated). In the preferred embodiment, as described herein tracking the connection to the IC (during normal operation in the "loaded" [which means that the driver is on the bike] mode of suspension) or close to (during any other point of the suspension movement) this chain torque line. No other bicycle suspension (even other 'four-bar linkages'), the inventors is known, this provides advantageous tracking and / or the initially loaded Alignment ready.
4. Mechanisch einfache, elegante Ausgestaltung4. Mechanically simple, elegant design
Um die verschiedenen Faktoren anzusprechen, welche die Leistungsfähigkeit einer Radaufhängung bestimmen, haben sich Fahrrad-Hinteraufhängungen in einen breiten Bereich von komplizierten, typischerweise unzuverlässigen "Rube Goldberg"-artigen Vorrichtungen entwickelt Zusätzlich ist es allgemein kostengünstiger, wenn eine Ausgestaltung "Standard-" oder "serienmäßig produzierte" Komponenten, wie beispielsweise einen Antriebsstrang und Bremsenkomponenten, verwenden kann, anstatt erforderlich zu machen, dass diese Komponenten speziell ausgestaltet und hergestellt werden müssenAround to address the various factors affecting performance determine a suspension, have bicycle rear suspensions into a wide range of complicated, typically unreliable "Rube Goldberg" type devices developed in addition is it generally cheaper if an embodiment "standard" or "mass-produced" components, such as For example, use a powertrain and brake components may, rather than requiring, make these components specifically must be designed and manufactured
Bestehende Vorrichtungen leiden üblicherweise an einem oder mehreren der voranstehenden beispielhaften Nachteile, zu verschiedenen Graden und in verschiedenen Kombinationen. Beispiele einiger der am weitesten verbreiteten hinteren Aufhängungs-Ausgestaltungen werden unten beschrieben.existing Devices usually suffer to one or more of the above exemplary disadvantages, to different degrees and in different combinations. Examples some of the most common rear suspension designs are described below.
1. Horst-Link-McPherson-Strebe1st Horst Link McPherson Strut
Von der Forschungsabteilung von AMP entwickelt, und von Lightspeed, Rocky Mountain, Intense, Turner, Specialized und anderen verwendet.From developed by the research department of AMP, and by Lightspeed, Rocky Mountain, Intense, Turner, Specialized and others used.
Das Grund-Betriebsprinzip dieser Vorrichtungen wird in der US-Patentschrift Nr. 5,509,679 von Leitner dargestellt. Wie darin gezeigt, ist der untere Schwenkarm oder die Schwenkachse der Hinterradgabel an oder unter dem Horizontpunkt des Spannungslaufs der Antriebskette des kleinsten Zahnrings angeordnet, und ein Schwenkpunkt des hinteren Schwingarms oder eine untere Verbindung ist vor der vertikalen Achse der Hinterachse und unterhalb der horizontalen Achse der Hinterachsen angeordnet. Diese Anordnung stellt einen Versteifungseffekt bereit, wie oben erwähnt, der von der Kette induziertem "Aufbocken" und einer Bewegung der Aufhängung nach oben und nach unten entgegenwirkt. Unter anderem wird der Widerstand gegenüber von der Kette induziertem "Aufbocken" dadurch bereitgestellt, dass zusätzliche Drehmomente erzeugt werden, um zu anderen Drehmomenten entgegengesetzt zu wirken, und dies führt zu der oben erwähnten 'Versteifung".The Basic operating principle of these devices is described in US Patent No. 5,509,679 by Leitner. As shown in this is the lower pivot arm or the pivot axis of the rear fork on or below the horizon point of the voltage running of the drive chain of the smallest Arranged toothed ring, and a pivot point of the rear swing arm or a lower link is in front of the vertical axis of the rear axle and disposed below the horizontal axis of the rear axles. This arrangement provides a stiffening effect, as above mentioned, chain-induced "jacking up" and movement the suspension counteracts upwards and downwards. Among other things, the resistance to the Chain induced "jacking up" provided thereby that extra Torques are generated to oppose to other torques to work, and this leads to the above-mentioned 'stiffening'.
Obwohl diese Ausgestaltung einfach und leicht ist, weist sie einige negative Leistungsfähigkeits-Merkmale auf. Während Variationen bei Ausgestaltungen, welche ein "Horst-Link" verwenden, zu unterschiedlichen Graden einige der folgenden gewünschten Eigenschaften realisieren können: in gewissem Maße nicht-Pedalkraft-Drehmoment-reaktiv, in gewissem Maße nicht-Bremsdrehmoment-reaktiv, zeigen alle "Horst-Link"-Ausgestaltungen ebenfalls zu unterschiedlichen Graden die folgenden unerwünschten Eigenschaften (welche dahingehend verallgemeinert werden können, dass sie als der "derzeitige Entwicklungsstand" in Fahrrad-Vollaufhängungs-Ausgestaltungen akzeptiert sind): ein gewisses Ansprechen auf einen Pedal-Rückschlag aufgrund durch Bodenwellen ausgeübte Belastungen unter Pedalkraft, verringerte Aufhängungs-Aktivität aufgrund leichter bis starker Versteifungseffekte der Aufhängungsgeometrie, und die meisten hinteren Aufhängungen von Horst-Link-McPherson-Streben-Fahrrädern leiden unter einem Stoßdämpfer-Bewegungsverhältnis mit einer abfallenden Rate, welche sich mit der Rahmengröße stark ändert. Der hintere Teil des Fahrradrahmens ist aufgrund der Tatsache, dass der Stoßdämpfer ein strukturelles Hauptelement der Verbindung ist, sehr biegsam. Die Stoßdämpferwelle ist nicht nur ein sehr schlechtes strukturelles Element (üblicherweise zum Teil aufgrund ihres kleinen Durchmessers), sondern die zusätzliche "Verbindungs"-Belastung des Stoßdämpfers bewirkt weiterhin, dass sich die Stoßdämpfereinheit erwärmt und manchmal versteift, was zu frühzeitigem Verschleiß und Fehlfunktionen führt. Weiterhin wird der Aufhängungseffekt in gewissem Maße durch die Pedaldrehmomenteingabe beeinflusst. Ein leichter Versteifungseffekt der Aufhängung unter Pedaldrehmomentlasten verringert die Fahrqualität und begrenzt die durch die Nachgiebigkeit induzierte Zugkraft bei starker Pedalbetätigung. Dies ist ein bedeutender Nachteil bei steilen, unebenen Anstiegen. Bremsdrehmoment- und Kurvenfahrt-Lasten bewirken eine Versteifung des Stoßdämpfers. Eine Bremslast bewirkt, dass sich die Aufhängung etwas nach oben aufbockt, Diese Ausgestaltung reagiert typischerweise zu einem gewissen Grad sowohl auf durch die Bremsen, als auch auf durch die Pedale induzierte Lasten, welche Lasten sich mit der Rahmengröße und der Gangauswahl sehr stark ändern.Although this design is simple and lightweight, it has some negative performance characteristics. While variations in designs using a "horst link" are different Some of the following desired properties may be realized: some non-pedal force torque reactive, to some extent non-brake torque reactive, all "horst link" designs also exhibit the following undesirable properties (which generalizes to different degrees) may be accepted as the "present state of development" in bicycle full suspension designs): some response to pedal kickback due to bumps under pedal force, reduced suspension activity due to slight to strong stiffening effects of the suspension geometry, and most rear suspensions of Horst-Link McPherson strut bikes suffer from a shock absorber motion ratio with a declining rate that varies greatly with frame size. The rear part of the bicycle frame is very flexible due to the fact that the shock absorber is a structural main element of the connection. Not only is the shock absorber shaft a very poor structural element (usually due in part to its small diameter), but the additional "compound" load on the shock absorber further causes the shock absorber unit to heat up and sometimes stiffen, resulting in premature wear and malfunction. Furthermore, the suspension effect is influenced to some extent by the pedal torque input. A slight stiffening effect of the suspension under pedal torque loads reduces ride quality and limits drag-induced tractive effort under heavy pedaling. This is a significant disadvantage on steep, uneven climbs. Brake torque and cornering loads cause stiffening of the shock absorber. A brake load will cause the suspension to jack up somewhat. This design typically responds to some degree, both to the brakes and to pedals-induced loads, which loads vary greatly with frame size and gear selection.
Im
Gegensatz, und wie hierin noch ausführlicher erläutert, verhindert
die bevorzugte Ausführungsform der
Erfindung alle diese unerwünschten
Eigenschaften, insbesondere indem sie den "oberen Schwingarm" oder Schwenkarm nutzt, um dabei zu
helfen: (1) das Bewegungsverhältnis
des Rahmens zu steuern/regeln, wodurch ein auswählbares lineares oder progressives
Stoßdämpferbewegungsverhältnis ermöglicht wird
(das, unter anderem, durch Auswahl aus einer breiten Vielzahl von
serienmäßig produzierten
Stoßdämpfereinheiten erreicht
werden kann); (2) die Rad-Verdrehung und ähnliche Kräfte zu verringern oder auszuschalten,
wie beispielsweise durch Verwendung eines Stoßdämpferstrebenschäkels (siehe
zum Beispiel
2. Hoher. einzelner Schwenkpunkt2nd higher. single pivot point
Verwendet von Foes, Mountain cycle, Bolder, Pro Flex, Cannondale, Marin und anderen.used from Foes, Mountain Cycle, Bolder, Pro Flex, Cannondale, Marin and others.
Das Grund-Betriebsprinzip dieser Vorrichtungen ist im US-Patent Nr. 5,217,241 von Girvin dargestellt. Der Haupt-Schwenkpunkt der Aufhängung ist an einem Punkt angebracht, der etwas oberhalb der Kettenlinie des großen Zahnrads liegt. Dies bewirkt ein anhebendes Moment bei der Aufhängung, welches bei dem großen Zahnring klein ist und bei den kleineren Zahnringen größer ist. Das anhebende Moment wirkt der durch die Bewegung der Pedale und des Fahrerkörpers induzierten Absenkung entgegen.The Basic operating principle of these devices is described in US Pat. 5,217,241 presented by Girvin. The main pivot point of the suspension is attached at a point slightly above the catenary of the huge Gear is located. This causes a lifting moment in the suspension, which at the big one Tooth ring is small and larger with the smaller ring gears. The lifting moment acts by the movement of the pedals and of the driver's body counteracted induced lowering.
Obwohl diese Ausgestaltungen einigermaßen einfach in der Konstruktion und in bestimmten Zahnring-Gangkombinationen in gewissem Maße nicht-Pedaldrehmoment-reaktiv sind, sind sie üblicherweise für den Zahnring, der in horizontaler Richtung am weitesten vom Schwenkpunkt entfernt ist, sehr Pedaldrehmoment-reaktiv. Bei den kleinen Zahnringen heben diese Konstruktionen üblicherweise das Fahrrad und den Fahrer bei jedem Pedalhub und seinem zugehörigen Kettendrehmoment mit einem Energie vergeudenden "Raupen"-artigen Auf- und Abbewegungseffekt an. Diese Aufhängungen sprechen bei starker Pedalbetätigung nicht auf Bodenwellenlasten an, da die Bodenwellenkraft das anhebende Moment überwinden muss, um die Räder als Reaktion auf eine Bodenwelle zu bewegen. Weiterhin ändert sich aufgrund des bogenartigen Rad-Bewegungswegs während einer Stoßdämpferbewegung die Radstandabmessung über den Hub des Rades, was zu einem Rückschlag während der Pedalbetätigung führt. Diese Ausgestaltungen sind üblicherweise sehr Bremsdrehmoment-reaktiv, was bewirkt, dass die Aufhängung sich ausdehnt und spenrrt. Diese Ausgestaltungen benötigen typischerweise einen sperrigen und manchmal schweren Schwingarm, sowie einen riesig überdimensionierten Schwenkpunkt und Schwenkpunkt-Abstützungen, um eine ausreichende oder gewünschte Steifigkeit beizubehalten.Although these designs are reasonably simple in design and to some extent non-pedal torque reactive in certain gear ring ratios, they are usually very pedal torque reactive with the ring gear farthest from the pivot point in the horizontal direction. In the small cog rings, these designs typically lift the bicycle and rider with an energy wasted "caterpillar" type of up and down motion on each pedal stroke and its associated chain torque. These suspensions are not responsive to bump loads on heavy pedaling as the bump force must overcome the lifting moment to move the wheels in response to a bump. Further, due to the arcuate wheel travel during a shock absorber movement, the wheelbase dimension changes beyond the stroke of the wheel, resulting in a kickback during pedaling. These designs are typically very brake torque reactive, causing the suspension to expand and spenrrt. These designs typically require a bulky and sometimes heavy swing arm, as well as a huge one Oversized pivot point and pivot point supports to maintain sufficient or desired rigidity.
Diese Aufhängung des Standes der Technik ist kostengünstig herzustellen, aber ihre Leistungsfähigkeit ist ebenfalls begrenzt, wie hierin beschrieben. Sie weist nur zwei Teile auf (vorderes und hinteres Teil), und einen Schwenkpunkt. Firmen, welche ein ausreichend großes Werbebudget haben, können trotz der grenzwertigen Leistungsfähigkeit der "hoher, einzelner Schwenkpunkt"-Aufhängung einen hohen Preis verlangen und eine große Profitmarge bei der Aufhängung/dem Fahrrad erzielen.These suspension The prior art is inexpensive to manufacture, but theirs capacity is also limited as described herein. It only has two Parts on (front and back part), and a pivot point. Companies, which have a sufficiently large advertising budget, can despite the marginal efficiency the "tall, single Pivot point "suspension a high price and a large profit margin in the suspension / Achieve a bike.
3. Einheitliches hinteres Dreieck3. Uniform rear triangle
Verwendet von Trek, Gary Fisher, Klein, Schwinn, Ibis und anderen.Used by Trek, Gary Fisher, Klein, Schwinn, Ibis and others.
Dies ist ein neuerer einzelner Schwenkpunkt, der eingeführt wurde, nachdem die Käufer die Nachteile des im voranstehenden Abschnitt erläuterten hohen, einzelnen Schwenkpunkts herausgefunden hatten. Obwohl das einheitliche hintere Dreieck in den meisten Aspekten besser ist als der einzelne, hohe Schwenkpunkt, ist es nicht deutlich besser.This is a newer single pivot that was introduced after the buyers the disadvantages of the explained in the previous section high, single pivot point had found out. Although that uniform rear triangle is better in most aspects as the single, high pivot point, it is not much better.
Das Grund-Betriebsprinzip dieser Vorrichtungen ist in dem US-Patent Nr. 5,474,318 von Castellano dargestellt. Diese Ausgestaltung weist eine Anzahl von positiven Eigenschaften auf: sie stellt eine korrekte natürliche Frequenz der Aufhängung bereit, wodurch angeblich jegliche durch die Pedale induzierte Auf- und Abbewegung vermieden wird; der gesamte Fahrrad-Antriebsstrang (einschließlich der Kurbeln, und damit der Pedale und der gesamten unteren Halterungsanordnung) ist innerhalb der ungefederten Struktur der hinteren Aufhängung aufgenommen, wodurch jede durch die Kette induzierte Auf- und Abbewegung der Aufhängung und ein Pedal-Rückschlag ausgeschaltet werden; die Verwendung der Beine des Fahrers als Teil der ungefederten Struktur der hinteren Aufhängung ermöglicht es dem Fahrer angeblich, die Aufhängung während der Fahrt "einzustellen", indem er bewusst seine Beine versteift oder lockert; ein eindeutiges Schalten aufgrund des Fehlens von durch die Aufhängung induziertem Schlagen der Kette; die Ausgestaltung kann, abhängig von der Position des Schwenkpunkts, in gewissem Maße nicht-Pedaldrehmoment-reaktiv sein; sie stellt eine relativ glatte Fahrt bereit, während der Fahrer sitzt, wobei kein Rückschlag-Effekt durch die Pedale auftritt; und sie ist eine sehr einfache Ausge staltung.The Basic operating principle of these devices is in the US patent No. 5,474,318 of Castellano. This embodiment has a number of positive characteristics: it provides a correct natural Frequency of the suspension allegedly causing any pedal-induced and down movement is avoided; the entire bicycle powertrain (including the cranks, and thus the pedals and the entire lower bracket assembly) is housed inside the unsprung structure of the rear suspension, whereby each chain-induced upward and downward movement of the Suspension and a pedal kickback turned off; the use of the driver's legs as part the unsprung structure of the rear suspension supposedly allows the driver the suspension while aware of the ride "stop" his legs stiffen or loosen; a clear switching due to the Missing from the suspension induced hitting the chain; the design can, depending on the Position of the pivot point, to some extent non-pedal torque-reactive be; she provides a relatively smooth ride during the Driver sits, with no setback effect occurs through the pedals; and it is a very simple design.
Trotzdem weisen Aufhängungen dieses Typs einige wichtige Beschränkungen auf. Sie können abhängig von der Schwenkpunkt-Position sehr Pedaldrehmoment-reaktiv sein. Fahrräder mit dieser Aufhängungs-Ausgestaltung leiden üblicherweise an einem starken, durch die Pedale induzierten, Auf- und Abbewegungseffekt. Die Wirksamkeit der Aufhängung wird verschlechtert, wenn der Fahrer steht, bei einigen Ausgestaltungen in Abhängigkeit von der Schwenkpunkt-Position sehr stark. Dieses Problem ist wesentlich im Hinblick auf die natürliche Neigung des Fahrers, aufzustehen, so dass seine Beine als Stoßdämpfer verwendet werden können, und um sein Gleichgewicht unter extremen Bedingungen zu verbessern. Eine Aufhängung mit einem einheitlichen hinteren Dreieck wird weniger effektiv, wenn der Fahrer steht, da die Kurbeln und damit die Pedale an dem hinteren "Dreieck" angebracht sind (welches die ungefederte Struktur des Fahrradrahmens ist), was das Gegenteil dessen ist, was benötigt wird (da Fahrer typischerweise während extremer Bedingungen stehen, wenn eine Stoßdämpfung am meisten benötigt wird). In Abhängigkeit von der Schwenkpunkt-Position, bewirkt ein Bremsdrehmoment üblicherweise, dass diese Ausgestaltungen zusammengedrückt werden und vorbelastet werden, oder sich ausdehnen und sperren. Diese Ausgestaltung leidet ebenfalls üblicherweise von einer extrem fehlenden Steifigkeit bei seitlich versetzten Belastungen (wie dies bei der Kurvenfahrt auftritt), aufgrund der Verwendung eines einzelnen Schwenkpunkts, welcher ungefähr die gleichen Hebelarme bezogen auf die Kontaktfläche des Rades (der Bereich, in dem das Reifen mit dem Untergrund in Kontakt steht) aufweist, wie die Radachse. Bei der Kurvenfahrt oder bei ähnlichen Lastzuständen, stellt diese fast-Gleichheit der Hebelarme wenig, wenn überhaupt, Widerstand gegen eine seitliche Verdrehung des Rades bereit. Deswegen müssen der Schwenkpunkt, der Rahmen und der Schwingarm überdimensioniert sein, um eine ausreichende Festigkeit bereitzustellen.Nevertheless have suspensions This type has some important limitations. You can depend on the pivot point position be very pedal torque-reactive. Bicycles with this suspension configuration usually suffer on a strong pedal-induced up-and-down motion effect. The effectiveness of the suspension is degraded when the driver stands, in some embodiments dependent on from the pivot point position very strong. This problem is essential with regard to the natural Tilt the driver to get up so that his legs are used as shock absorbers can, and to improve his balance under extreme conditions. A suspension with a uniform rear triangle becomes less effective when the driver stands, as the cranks and thus the pedals on the rear "triangle" are attached (which is the unsprung structure of the bicycle frame) what that Opposite is what is needed is (as drivers typically during extreme conditions when shock absorption is most needed). Dependent on from the pivot point position, usually causes a brake torque, that these embodiments are compressed and biased become, or expand and lock. This embodiment suffers also usually from an extreme lack of stiffness with laterally offset loads (as occurs when cornering), due to use a single pivot point, which approximately the same lever arms related to the contact surface of the wheel (the area in which the tire with the ground in Contact stands), as the wheel axle. When cornering or at similar Load conditions, does this almost equality of the lever arms provide little, if any, Resistance to lateral twisting of the wheel ready. That's why the Pivot point, the frame and the swing arm be oversized to one to provide sufficient strength.
Im Gegensatz dazu sind bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Kurbel und die Pedale an dem aufgehängten Rahmenelement (dem vorderen Abschnitt des Rahmens) angebracht, so dass der Fahrer den Vorteil erfährt, dass er "aufgehängt" ist (Stoßdämpfung usw.), unabhängig davon, ob der Fahrer sitzt oder steht. Ferner umfasst die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung eine Verbindung mit Hebelarmen (relativ zu der Kontaktfläche des Rades), welche einen wesentlichen Widerstand gegenüber dem Verdrehen des Rades während der Kurvenfahrt und dergleichen bereitstellen, ohne dass die Abmessung der Komponenten überdimensioniert werden muss.in the In contrast, in the preferred embodiment of the invention are Crank and the pedals on the suspended frame element (the front Section of the frame), giving the driver the advantage learns that it is "suspended" (shock absorption, etc.), independently of whether the driver is sitting or standing. Furthermore, the preferred embodiment The invention relates to a connection with lever arms (relative to the contact surface of the Rades), which is a significant resistance to the Twisting the wheel while cornering and the like without providing the dimension oversized of the components must become.
Vielleicht als ein Ergebnis der Nachteile der Ausgestaltung mit einem einheitlichen hinteren Dreieck, ist diese niemals (nach Wissen der Erfinder) von einer Werksmannschaft irgendeiner der Haupt-Firmen in der Fahrradindustrie bei Rennen eingesetzt worden.Maybe as a result of the disadvantages of the embodiment with a uniform rear triangle, this is never (to the knowledge of the inventor) of a factory crew of any of the major companies in the bicycle industry been used in races.
4 Mehrfachverbindung mit niedrigem Schwenkpunkt4 multiple connection with low pivot point
Verwendet von GT, Turner, Intense, KHS (die voranstehenden sind alles Vier-Stangen-Verbindungsausgestaltungen), Ventana, Mongoose und Diamond Back (wobei die letzten drei eine Verbindung mit einer Schwinge oder einem Kniehebel nutzen).used from GT, Turner, Intense, KHS (the above are all four-bar linkages), Ventana, Mongoose and Diamond Back (the last three being one Use a link with a rocker or a toggle).
Das Grund-Betriebsprinzip dieser Vorrichtungen ist im US-Patent Nr. 5,441,292 von Busby und US-Patent Nr. 5,678,837 von Leitner dargestellt. Die Fahrqualität wird dadurch verbessert, dass Biegemomente von dem vorderen Dreieck isoliert werden, indem der Stoßdämpfer in den hinteren Verbindungsbereich der Aufhängung verlegt wird. Das Bewegungsverhältnis des Stoßdämpfers wird aufgrund der Anordnung des Stoßdämpfers und der Verbindungen nahe bei einem linearen Verhältnis gehalten. Das Rad bewegt sich mit einem fast vertikalen Weg, anstatt in einem Bogen, wodurch die Effizienz der Stoßdämpfung erhöht wird und Energie vergeudende Oszillationen des Rades nach vorne und nach hinten verringert werden. Obwohl einige, aber nicht alle Verbindungen mit vier Stangen derzeit die am weitesten aus gereiften Ausgestaltungen sind, und von vielen Menschen als die am besten funktionierenden der derzeitigen Ausgestaltungen angesehen werden (da, unter anderem, ein geübter Designer vollständige Kontrolle über das Stoßdämpfer-Bewegungsverhältnis, die Bremsdrehmomentreaktionen und die Pedaldrehmomentreaktionen hat), gibt es immer noch eine Anzahl an Nachteilen bei der Ausgestaltung. Zum Beispiel sind derzeit die meisten Fahrräder, welche diese Ausgestaltung verwenden, durch Versuch und Irrtum entwickelt worden, ohne ein klares Verständnis aller Aspekte der Aufhängungsfunktion. Obwohl einige der Verbindungsausgestaltungen des Standes der Technik sich an die funktionelle Leistungsfähigkeit der ICTTTM-Aufhängung (die der vorliegenden Erfindung) in einem Aspekt der Aufhängungsfunktionalität annähern mögen, spricht keine Ausgestaltung des Standes der Technik effektiv alle der identifizierbaren Aspekte der Aufhängungsfunktion an, wie dies die ICTT macht. Unter anderem bewegen Ausgestaltungen des Standes der Technik nicht das momentane Zentrum, um das Kettendrehmoment zu "verfolgen" und damit aufzuheben. Ähnlich wie oben in Zusammenhang mit dem '679-Patent erwähnt, neigt das Vier-Stangen-Aufhängungssystem des'837-Patents dazu, das "Aufbocken" zu verhindern, indem es einen Versteifungseffekt erzeugt, der von der Interaktion der Drehmomente herrührt, welche erzeugt wurden, um den durch die Kette induzierten Drehmomenten entgegenzuwirken, statt das Kettendrehmoment aufzuheben, indem bewirkt wird, dass das momentane Zentrum die Kettendrehmomentlinie verfolgt, wie dies die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung macht. Ausgestaltungen reichen von ziemlich gut (mit überragenden Aufhängungs-Leistungsfähigkeitseigenschaften) bis "Rube Goldberg°-artig lächerlich. Alle derzeitigen Mehrfachverbindungs-Ausgestaltungen leiden allerdings an einem der voranstehenden identifizierten Fehler: Pedaldrehmoment-Reaktivität, Bremsdrehmoment-Reaktivität, durch Bodenwellen induzierte Pedalrückschlag-Reaktivität, Versteifung oder starr werden der Aufhängung unter Pedallasten, ungeeignetes Stoßdämpfer-Bewegungsverhältnis und/oder übermäßig komplexe Ausgestaltung. Die relative Flexibilität dieses Ausgestaltungskonzepts hat zu einigen bizarr funktionierenden, schlecht durchdachten Maschinen geführt. Unter anderem führen mehr Teile und mehr Material zu höheren Herstellungs- und Wartungskosten und zu zusätzlichem Gewicht.The basic operating principle of these devices is illustrated in U.S. Patent No. 5,441,292 to Busby and U.S. Patent No. 5,678,837 to Leitner. Ride quality is improved by isolating bending moments from the front triangle by placing the shock absorber in the rear connection area of the suspension. The moving ratio of the shock absorber is kept close to a linear ratio because of the arrangement of the shock absorber and the links. The wheel moves in an almost vertical path rather than in an arc, increasing the efficiency of shock absorption and reducing energy wasted oscillations of the wheel forward and backward. Although some, but not all, four-bar compounds are currently the most mature embodiments, and are considered by many to be the best performing of the current designs (given, inter alia, a skilled designer has complete control of the shock absorber's motion ratio). the brake torque reactions and the pedal torque responses), there are still a number of disadvantages in the design. For example, at present most bicycles using this embodiment have been developed by trial and error without a clear understanding of all aspects of the suspension function. Although some of the prior art interconnect designs may approximate the functional performance of the ICTT ™ suspension (the present invention) in one aspect of the suspension functionality, no prior art design effectively addresses all of the identifiable aspects of the suspension function as well the ICTT is doing. Among other things, prior art designs do not move the current center to "track" and thus cancel the chain torque. Similar to what has been mentioned above in connection with the '679 patent, the four-rod suspension system of the' 837 patent tends to prevent "jacking up" by producing a stiffening effect resulting from the interaction of the torques generated have been counteracted to counteract the chain-induced torques, rather than canceling the chain torque, by causing the current center to track the chain torque line, as does the preferred embodiment of the present invention. Embodiments range from reasonably good (with superior suspension performance characteristics) to "Rube Goldberg" -like ridiculous, however, all of the current multiple embodiments suffer from one of the above identified faults: pedal torque reactivity, brake torque reactivity, bump induced pedal kickback reactivity, Stiffening or rigidification of the suspension under pedal loads, improper shock movement ratio and / or overly complex design The relative flexibility of this design concept has resulted in some bizarre, poorly thought-out machines, including more parts and more material leading to higher manufacturing and maintenance costs and to additional weight.
Aufgaben und Vorteile der ErfindungTasks and Advantages of the invention
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Fahrrad bereitzustellen, welches eine Aufhängung aufweist, die alle der voranstehend erwähnten Nachteile überwindet.It It is therefore an object of the invention to provide a bicycle, which is a suspension which overcomes all of the above disadvantages.
Unter anderem ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Fahrrad gemäß Anspruch 1 bereitzustellen, welches eine Radaufhängung aufweist, wobei das momentane Zentrum dieser Aufhängung im Wesentlichen die Linie des Kettendrehmoments verfolgt, wodurch ermöglicht wird, dass der Antriebsstrang und die Kraft durch den Antriebsstrang, sei es von den Pedalen oder den Bodenwellen, vollständig von dem Aufhängungssystem und den Kräften, auf die dieses ansprechen muss, und bei denen es funktionieren muss, einschließlich Bodenwellen, Bremsen, usw., isoliert ist. Zu keinem Zeitpunkt sollte die Fähigkeit des Antriebsstrangs, Energie an das Hinterrad zu übertragen, negativ beeinflusst werden oder einen negativen Effekt auf den unabhängigen Betrieb der Aufhängungsfunktion aufweisen; wodurch Kraftverlust durch das Kettendrehmoment oder Effekte aufgrund der Anbringung einer Aufhängung am Fahrrad verringert oder ausgeschaltet werden, und zu jedem Zeitpunkt der unerwünschte Verlust von Pedalhubkraft oder der Verlust der Aufhängungsfunktion aufgehoben wird.Under Another object of the invention is a bicycle according to claim 1, which has a suspension, wherein the instantaneous Center of this suspension essentially traced the line of chain torque, thereby allows will that the powertrain and the power through the powertrain, be it from pedals or bumps, completely from the suspension system and the powers, to which this must address, and where it must work, including Bumps, brakes, etc., is isolated. At no time should the ability the powertrain to transfer energy to the rear wheel be negatively affected or have a negative effect on the independent operation the suspension function exhibit; whereby loss of power due to the chain torque or Reduced effects due to the attachment of a suspension on the bike or off, and at any time the unwanted loss of pedal lift or loss of suspension function is canceled.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Fahrrad bereitzustellen, welches eine Radaufhängung aufweist, bei der für jede Kompressionsposition der Aufhängung das momentane Zentrum immer zwischen die maximalen und minimalen Kettenkraftlinien fällt. Dies stellt die Möglichkeit bereit, dass der Fahrer einen Gang auswählt (in dem Bereich zwischen Maximum und Minimum), der das IC sehr nahe oder genau trifft, unabhängig von der Kompressionsposition.It another object of the invention is to provide a bicycle which has a suspension, at the for each compression position of the suspension is the instantaneous center always falls between the maximum and minimum chain force lines. This represents the possibility ready for the driver to select a gear (in the area between Maximum and minimum) that hits the IC very close or exactly, regardless of the compression position.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist das Bereitstellen eines Fahrrads, welches eine Aufhängung aufweist, die das Bremsdrehmoment und dessen negative Effekte isoliert.A Another object of the invention is the provision of a bicycle, which has a suspension, which isolates the braking torque and its negative effects.
Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung ist das Bereitstellen eines Fahrrads, welches eine Aufhängung aufweist, bei der das Stoßdämpfer-Bewegungsverhältnis des Rahmens linear oder linear progressiv ist.Yet Another object of the invention is to provide a bicycle, which is a suspension having the shock absorber movement ratio of Frame is linear or linear progressive.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist das Bereitstellen eines Fahrrads, welches eine Aufhängung aufweist, bei der serienmäßig produzierte Komponenten, wie beispielsweise Gangsätze, Antriebsstränge, Bremsen, usw., einfach verwendet werden können.A Another object of the invention is the provision of a bicycle, which has a suspension, produced as standard Components, such as gear sets, drivelines, brakes, etc., easy to use.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist das Bereitstellen eines Fahrrads, welches eine Aufhängung aufweist, bei der ein gewünschter Betrag der Anti-Absenkung bereitgestellt wird.A Another object of the invention is the provision of a bicycle, which has a suspension, at the desired one Amount of the anti-subsidence is provided.
Noch eine weitere Aufgabe ist das Bereitstellen eines Verfahrens gemäß Anspruch 20 zum Ausgestalten von Fahrradrahmen, welches dem Designer beim Abwägen verschiedener Eigenschaften des Rahmens und des Fahrrads und der Aufhängung hilft. Ein derartiges Verfahren kann unter anderem die Schritte umfassen:
- – Identifizieren der mittleren Kettendrehmomentlinie eines gegebenen Satzes von Gängen oder eines einzelnen Gangs (oder der konstanten Kettenlinie, wenn ein System mit einer einzelnen Kettenlinie anstelle einer Gruppe von Gängen und mehreren Zahnringen, wie bei der bevorzugten Ausführungsform hierin beschrieben, verwendet wird, welche derzeit Norm- oder Industriestandard-Gangsysteme für Hochleistungsfahrräder sind), während sich das Fahrrad in einem belasteten Zustand befindet. Fahrräder werden nur in einer belasteten Position gefahren, daher berücksichtigt eine gute Aufhängungs-Ausgestaltung das Gewicht eines Fahrers und die resultierende normal belastete Aufhängungsposition;
- – Auswählen einer Position auf der Kettendrehmomentlinie, welche für den Rahmen das gewünschte IC repräsentiert. Faktoren, die diese Auswahl beeinflussen, umfassen den Betrag der Anti-Absenkung (wie hierin erläutert), der in der System eingebaut werden soll. Weiterhin, wie an anderer Stelle hierin beschrieben, beeinflusst das gewünschte Bewegungsverhältnis der Verbindung die Auswahl der IC-Position, und üblicherweise wird, umso kürzer die Verbindung und umso näher das IC an der Aufhängung ist, desto weniger effektiv das IC der Aufhängung die Kettendrehmomentlinie verfolgen, und desto weniger effektiv die Bremsdrehmoment-Isolation sein. Um den Prozentsatz der Anti-Absenkung zu senken, muss das IC weiter weg angeordnet sein (in Richtung auf das Vorderrad zu oder weiter entfernt als dieses); um den Prozentsatz der Anti-Absenkung zu erhöhen, muss das IC näher am Hinterrad sein. Das Bewegungsverhältnis wird durch Auswahl einer Schwenkarmlänge, die nahe an der des unteren Schwingarms liegt, verbessert. Um eine gewünschte Leistungsfähigkeit der Bremsdrehmoment-Isolation bereitzustellen, muss der hintere Abschnitt der Verbindung ermöglichen, dass Bremslasten nahe bei 90 Grad (fast senkrecht) angelegt werden, wie an anderer Stelle hierin beschrieben;
- – unter Verwendung der ausgewählten Position als dem Ursprung, Projizieren von diesem Ursprung aus, um obere und untere Achsen für die Rahmenelemente einer 4-Stangen-Aufhängungsverbindung (oder einer anderen Ausgestaltung) auszuwählen. Für 4-Stangen-Verbindungen, welche das Verfahren der Erfindung nutzen, muss der untere, hintere Schwenkpunkt ausreichend nahe an einer Linie zwischen der Hinterachse und dem Zentrum der Kurbel liegen, um zu vermeiden, dass dieser Schwenkpunkt von standardmäßigen (serienmäßig produzierten) Umwerfern getroffen wird; auf ähnliche Art und Weise muss der vordere, untere Schwenkpunkt ausreichend niedrig sein, um zu vermeiden, dass dieser von einem vorderen Umwerfer getroffen wird, und um sicherzustellen, dass der Umwerfer überhaupt angebracht werden kann, und ausreichend hoch, um eine übermäßige Breite hinter dem Bereich der unteren Halterung zu vermeiden (welche Breite beispielsweise bewirken könnte, dass Schlamm sich übermäßig ansammelt und in ungünstigen Umständen die Drehung des Reifens blockert): Es ist für Fachleute selbstverständlich, dass in diesem Bereich der Ausgestaltung des Rahmens und des Fahrrads viele andere Abstandsprobleme auftreten, um sicherzustellen, dass die Teile (insbesondere diejenigen, welche sich bewegen) sich nicht unerwünscht reiben, treffen oder sonstwie gegenseitig stören. Die Positionen der unteren Schwenkpunkte müssen weiterhin außerhalb des Bereichs des unteren Umwerfers liegen, um ein "Kettenschlagen" (eine Berührung zwischen der Kette und der Aufhängungsstruktur, wie es beispielsweise bei vielen Ausgestaltungen des derzeitigen Standes der Technik auftritt (Specialized, GT, AMP, usw.)) zu vermeiden;
- – Auswählen der Position für ein Stoßdämpferelement. Diese Position wird vorzugsweise derart ausgewählt, dass standardmäßige (serienmäßig produzierte) Stoßdämpfergrößen verwendet werden können, und vorzugsweise ermöglicht wird, dass ein Stoßdämpfer mit einem ausreichend langen Hub verwendet wird, um das Bewegungsverhältnis (wie hierin erläutert) niedrig zu halten und um übermäßige Lasten zu vermeiden. Vorzugsweise ist der Stoßdämpfer derart innerhalb der verbindung angeordnet und konfiguriert, dass die Winkel des Stoßdämpfers bezogen auf die Verbindung ein linear progressives oder gerades Bewegungsverhältnis bereitstellen;
- – Auswählen der
Längen
der verschiedenen Verbindungsarme (wobei einige der voranstehenden
Abschnitte ebenfalls die Auswahl der Länge der Verbindungsarme betreffen).
Bei der bevorzugten Ausführungsform basiert
insbesondere die Länge
der oberen Verbindung (zwischen den oberen Schwenkpunkten) auf dem gewünschten
Bewegungsbetrag (Gesamtbewegung der Verbindung nach oben und nach
unten) für
die Verbindung, sowie auf dem gewünschten Bewegungsverhältnis der
Aufhängung
(welches beispielsweise eine breite Auswahl an Stoßdämpfermedien
ermöglichen
kann). Zusätzlich
muss die Ausgestaltung (einschließlich der Längen der Verbindungsarme) strukturelle
Kräft berücksichtigen,
wie beispielsweise dort, wo verschiedene Lasten die vordere Struktur
kreuzen (wie beispielsweise die in
1 gezeigten Elemente1 –4 ). Zum Beispiel können in der Mitte der Sitzröhre1 angelegte Lasten unter extremen Belastungssituationen zu einem vorzeitigen Versagen dieser Röhre1 führen. Bei der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind Verbindungsarme (und ihre zugehörigen Kraftlasten) nahe an Kreuzungen von Röhren eines allgemeinen, herkömmlichen "vorderen Dreiecks" (wie durch die Elemente1 –4 in1 repräsentiert) angebracht, um die Festigkeit dieser Kreuzungen zu nutzen. Der Betrag der Verbindungsbewegung kann durch Ändern des Verhältnisses zwischen der Länge des vorderen Abschnitts (oder der Nase) des Schwenkarms (der Länge der Arme6 ,7 vom Schwenkpunkt F aus nach vorne) und des hinteren Abschnitts (der Länge der Arme6 ,7 von Schwenkpunkt F nach hinten zu Schwenkpunkt E) eingestellt werden. Weiterhin müssen bei 4-Stangen-Verbindungen, wie bei der bevorzugten Ausführungsform, die Länge und die Position dieses oberen Schwingarms sorgfältig mit der Länge der anderen strukturellen Elemente der Aufhängung koordiniert werden, um den gewünschten Betrag von BTI ("Brake Torque Isolation geometry", Bremsdrehmoment-Isolationsgeometrie) zu erreichen. Wie hierin erläutert, kann der Winkel zwischen den an dem oberen hinteren Schwenkpunkt angebrachten strukturellen Elementen der Aufhängung die BTI der Aufhängung direkt beeinflussen und bestimmen. Wenn der obere Verbindungsarm zu kurz ist, wird nicht nur das IC der Aufhängung die Kettendrehmomentlinie nicht nahe verfolgen, sondern die Aufhängung wird auch keine erwünschte BTI-Geometrie bereitstellen, um Probleme aufgrund von Bremsdrehmomentlasten zu verringern oder auszuschalten. Derartige Bremsdrehmomentlast-Probleme sind bei derzeitigen Vier-Stangen-Verbindungsausgestaltungen sehr weit verbreitet (einschließlich des "TRUTH", das in13A –c gezeigt ist, GT STS/LTS-Ausgestaltungen, speziellen FSR-Ausgestaltungen und anderen); - – allgemein kann, von Anfang an oder von diesem Punkt an, CAD-("computer-aided design")-Modellieren einer Vielzahl von Konfigurationen dabei helfen, die bestmögliche Konfiguration zu bestimmen, um ein gewünschtes Gleichgewicht zwischen den Elementen der Ausgestaltung zu erreichen. Unter anderem kann CAD-Modellieren von Lasten und Drehmomenten dabei helfen, eine gewünschte Konfiguration zu bestimmen, um das ICTT des Kettendrehmoments zu erreichen und zu maximieren, die nächstmögliche BTI-Geometrie zu erreichen, um die Effekte des Bremsdrehmoment auf eine Aufhängungsverbindung zu verringern oder auszuschalten, einen annähernd vertikalen Rad-Bewegungsweg beizubehalten, das Verbindungs-Bewegungsverhältnis und das Stoßdämpfer-Bewegungsverhältnis in dem gewünschten Bereich zu behalten, und die Aufmachung, Komplexität bei der Herstellung und Fähigkeit der Verwendung von Industrie-Standardteilen auszuwählen;
- – Ausgestalten
der Teile. Da die Schwenkarme (der obere Schwingarm) lang und niedrig
sind (wobei die Position der Schwenkarme vorzugsweise verglichen
mit den meisten Ausgestaltungen des Standes der Technik niedrig
ist, was es dem erfindungsgemäßen Fahrrad
ermöglicht,
eine niedrige Übersteh-Höhe mit einem
relativ großen
Bewegungsbetrag aufzuweisen), behalten sie vorzugsweise eine gute
Torsionssteifigkeit gegen das Rad verdrehende Lasten an der Verbindung.
Die bevorzugte Ausführungsform
und das Verfahren umfassen ferner ein einteilig hergestelltes Schwingarmjoch
und einen Stoßdämpferstrebenschäkel, der
aus einem festen Materialstück
hergestellt ist, um zu helfen, eine fast perfekte Ausrichtung und
eine exzellente Festigkeit beizubehalten. Weiterhin hilft der "Schwenkarmblock" (siehe
2J ), einen gewünschten Betrag der Steifigkeit in den oberen Schwenkarmen beizubehalten, ohne den Reifen und das Sitzrohr (welche sich zwischen den Schwenkarmen bewegen, während die Verbindung in Bewegung ist) zu stören oder zu berühren.
- Identifying the mean chain torque line of a given set of gears or a single gear (or constant chain line when using a single chainline system instead of a group of gears and a plurality of toothed rings as described in the preferred embodiment herein which is currently standard - or industrial standard gear systems for high performance bicycles are) while the bicycle is in a loaded condition. Bicycles are driven only in a loaded position, therefore, a good suspension design takes into account the weight of a driver and the resulting normally loaded suspension position;
- Selecting a position on the chain torque line representing the desired IC for the frame. Factors that influence this selection include the amount of anti-sag (as discussed herein) to be incorporated into the system. Further, as described elsewhere herein, the desired travel ratio of the link affects the selection of the IC position and, typically, the shorter the link and the closer the IC is to the suspension, the less effectively the IC of the suspension will track the chain torque line , and the less effective the brake torque isolation. To lower the anti-sag percentage, the IC must be further away (toward or farther than the front wheel); To increase the anti-bump percentage, the IC needs to be closer to the rear wheel. The motion ratio is improved by selecting a swing arm length that is close to that of the lower swing arm. To provide desired braking torque isolation performance, the rear portion of the link must allow brake loads to be applied close to 90 degrees (nearly vertical), as described elsewhere herein;
- Using the selected position as the origin, projecting from this origin to select upper and lower axes for the frame members of a 4-rod suspension link (or other configuration). For 4-bar linkages utilizing the method of the invention, the lower, rear pivot point must be sufficiently close to a line between the rear axle and the center of the crank to avoid that pivot point being struck by standard (mass-produced) derailleurs becomes; similarly, the front lower pivot point must be sufficiently low to avoid being struck by a front derailleur and to ensure that the derailleur can be mounted at all and sufficiently high to allow for an excessive width behind the front derailleur Avoiding the area of the lower support (which width could, for example, cause sludge to accumulate excessively and in unfavorable circumstances block the rotation of the tire): It will be understood by those skilled in the art that there are many other spacing problems in this area of frame and bicycle design to ensure that the parts (especially those that move) do not rub, hit or otherwise interfere with one another. The positions of the lower pivot points must still be outside the range of the lower derailleur to avoid "chain slamming" (a contact between the chain and the suspension structure, as occurs, for example, in many prior art designs (Specialized, GT, AMP, etc .)) to avoid;
- - Selecting the position for a shock absorber element. This position is preferably selected so that standard (mass-produced) shock absorber sizes can be used, and preferably allows a shock absorber with a sufficiently long stroke to be used to keep the motion ratio (as explained herein) low and excessive loads avoid. Preferably, the shock absorber is disposed within the connection and configured such that the angles of the shock absorber relative to the connection provide a linearly progressive or even motion relationship;
- - selecting the lengths of the various connecting arms (some of the preceding sections also concerning the selection of the length of the connecting arms). Specifically, in the preferred embodiment, the length of the upper linkage (between the upper pivot points) is based on the desired amount of movement (total upward and downward linkage) for the link, as well as the desired ratio of motion of the suspension (which, for example, is a wide selection of shock absorber media can allow). In addition, the design (including the lengths of the connecting arms) must take into account structural forces, such as where different loads cross the front structure (such as those in FIG
1 shown elements1 -4 ). For example, in the middle of the seat tube1 applied loads in extreme load situations to premature failure of this tube1 to lead. In the preferred embodiment of the present invention, link arms (and their associated force loads) are close to intersections of tubes of a general, conventional "front triangle" (as through the elements1 -4 in1 represented) to use the strength of these intersections. The amount of connecting movement can be adjusted by changing the ratio between the length of the front portion (or nose) of the swing arm (the length of the arms6 .7 from the pivot point F to the front) and the rear portion (the length of the arms6 .7 from pivot point F back to pivot point E). Furthermore, in 4-bar linkages, as in the preferred embodiment, the length and position of this upper swing arm must be carefully coordinated with the length of the other structural members of the suspension to achieve the desired amount of BTI (Brake Torque Isolation Geometry). Brake torque isolation geometry). As discussed herein, the angle between the structural members of the suspension attached to the upper rear pivot point may directly affect and determine the BTI of the suspension. If the upper link arm is too short, not only will the IC of the suspension not track the chain torque line, but the suspension will also not provide a desirable BTI geometry to reduce or eliminate problems due to brake torque loads. Such brake torque load problems are very prevalent in current four-bar link configurations (including the "TRUTH" disclosed in U.S. Pat13A C is shown, GT STS / LTS designs, special FSR designs, and others); - In general, from the beginning or from this point on, computer-aided design (CAD) modeling of a variety of configurations can help to determine the best possible configuration to achieve a desired balance between the elements of the design. Among other things, CAD modeling of loads and torques can help determine a desired configuration to achieve and maximize the chain torque ICTT to achieve the closest possible BTI geometry to reduce or eliminate the effects of brake torque on a suspension link maintain an approximately vertical wheel travel path, maintain the connection motion ratio and the shock absorber motion ratio in the desired range, and to select the presentation, manufacturing complexity, and ability to use industry standard parts;
- - designing the parts. Since the swing arms (the upper swing arm) are long and low (the position of the swing arms is preferably low compared with most prior art designs, allowing the bicycle of the present invention to have a low standover height with a relatively large amount of movement) Preferably, they maintain a good torsional rigidity against the wheel twisting loads at the joint. The preferred embodiment and method further include a one-piece swing arm yoke and a shock absorber strut shack made of a solid piece of material to help maintain near-perfect alignment and excellent strength. Furthermore, the "Schwenkarmblock" (see
2J ) to maintain a desired amount of rigidity in the upper pivot arms without disturbing or touching the tire and seat tube (which move between the pivot arms while the link is in motion).
Zusätzlich zum Bereitstellen einer Lösung für jedes der verschiedenen, oben erläuterten Probleme (von denen einige oder alle bei einer Aufhängungs-Ausgestaltung ohne die anderen Elemente der Erfindung verwendet werden könnten), können die verschiedenen Lösungen in einer Vielfalt von Kombinationen miteinander ausgeführt werden, und sind bei der bevorzugten Ausführungsform und den bevorzugten Verfahren vorzugsweise alle eingeschlossen.In addition to providing a solution to each of the various problems discussed above (some or all of which could be used in a suspension design without the other elements of the invention), the various solutions may be practiced in a variety of combinations with one another in the preferred embodiment and the preferred methods all included.
Unsere bevorzugte Ausführungsform ist weiterhin sehr leicht und einfach, wodurch die Gewichtsnachteile minimiert werden (tatsächlich wiegt die bevorzugte Ausführungsform des Dare mit 7 Inch Bewegung zwischen 15–20% weniger als ihre nächsten Konkurrenten. Es ist buchstäblich heutzutage das leichteste vollaufgehängte Fahrrad mit 7 Inch Bewegung der Welt. Tatsächlich ist das Gewicht des Dare vergleichbar mit den Cross-Country-Angeboten mit 4 Inches Bewegung von Specialized, Turner, GT und Intense), aber, noch wichtiger, verringert unsere Ausgestaltung stark die "Energie-Absaugung" des Kettendrehmoments und anderer Lasten, die, wie oben erläutert, bei den Ausgestaltungen des Standes der Technik auftritt.Our preferred embodiment is still very light and easy, reducing the weight penalty be minimized (actually weighs the preferred embodiment The Dare with 7 inches of movement is between 15-20% less than its nearest rival. It is literal Nowadays the lightest full-suspension bike with 7 inch movement of the world. Indeed the weight of the Dare is comparable to the cross-country offers with 4 inches Movement of Specialized, Turner, GT and Intense), but, more importantly, our design greatly reduces the "energy extraction" of the chain torque and other loads, which, as explained above, occurs in the embodiments of the prior art.
Wir bezeichnen die Erfindung manchmal als momentanes-Zentrum-Verfolgungs-Technologie ("Instant Center Tracking Technology" oder "ICTT"). Wir haben die ICTT erschaffen und entwickelt, um die voranstehenden Probleme bei Aufhängungs-Ausgestaltungen auszuschalten. In ihrer bevorzugten Ausführungsform ist die ICTT durch eine Vier-Stangen-Verbindung gekennzeichnet, mit speziell angeordneten Schwenkpunkten und einem oder mehreren Stoßdämpferelementen, was zu einer verbesserten Leistungsfähigkeit aufgrund, unter anderem, einer vorteilhaften Anordnung verschiedener Kraft- und Drehmomentlinien über den Bereich der erwarteten Fahrerlasten, Pedal- und Stoß-Einwirkungen, führt.We sometimes refer to the invention as instant center-tracking technology ("Instant Center Tracking Technology "or" ICTT "). We have the ICTT created and developed to address the issues above Suspension designs off. In its preferred embodiment, the ICTT is through a four-rod connection marked, with specially arranged Pivot points and one or more shock absorber elements, resulting in a improved performance due, inter alia, to an advantageous arrangement of different Force and torque lines over the Range of expected driver loads, pedal and shock impacts.
Andere Aufgaben und Vorteile meiner Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen ersichtlich, welche nur zur Illustration dienen.Other Objects and advantages of my invention will be apparent from the following Description and attached Drawings are apparent, which serve only for illustration.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description of drawings
Alle der hiermit eingereichten und hierin erläuterten Zeichnungen sind nur repräsentative Abbildungen der derzeit bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung. Es ist für Fachleute offensichtlich, dass eine breite Vielfalt von anderen Ausführungsformen zum Ausführen der Erfindung genutzt werden können.All the drawings submitted herewith and explained herein are only representative Illustrations of the presently preferred embodiments of the invention. It is for Professionals obvious that a wide variety of others embodiments to run the invention can be used.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform:Description of the preferred embodiment
Bei
der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung, wie in
Die verschiedenen Komponenten der Erfindung können in einer breiten Vielzahl von Arten und aus einer breiten Vielzahl von Materialien hergestellt werden, welche alle für Fachleute selbstverständlich sind. Unter anderem wird bevorzugt, dass feste, leichte Materialien verwendet werden, um die Energie zu verringern, die vom Fahrer während des Fahrens sowie während eines anderen Transports des Fahrrads (wie beispielsweise Aufladen auf Fahrradständer, usw.) benötigt wird.The Various components of the invention can be used in a wide variety produced by species and from a wide variety of materials which are all for Professionals, of course are. Among other things, it is preferred that solid, lightweight materials used to reduce the energy consumed by the driver during the Driving as well as during another transport of the bicycle (such as charging on bike racks, etc.) needed becomes.
In
Es
ist jeweils ein vorderes und ein hinteres Rad
Der
Hinterradaufhängungsabschnitt
der Aufhängung
umfasst vorzugsweise zwei obere Schwenkarme
Der
Hinterradaufhängungsabschnitt
umfasst ferner vorzugsweise ein Stoßdämpferelement (nicht gezeigt,
wobei allerdings angezeigt ist, dass es zum Beispiel ungefähr in dem
in
Es
ist für
Fachleute selbstverständlich,
dass das Stoßdämpferelement
bei alternativen Ausführungsformen
der Erfindung in einer breiten Vielfalt von Positionen und Ausrichtungen
angebracht werden kann. Als Beispiel und auf keinen Fall als Eingrenzung
kann das Stoßdämpferelement
hinter dem Sitz angebracht sein, zwischen der Stoßdämpferstrebe
und den Schwenkarmen, an der unteren Röhre, und es kann ziehen oder drücken, wie
in den beispielhaften alternativen Ausführungsformen von
Der
Hinterradaufhängungsabschnitt
umfasst ferner vorzugsweise ein unteres Joch
Die
Anbringung und Ausrichtung der Schwenkpunkte D und E der Hinterradaufhängungs-Vertikalanordnung
Die
gemäß der Erfindung
fast senkrechte Ausrichtung der Anbringung des Bremssattels zu der
Linie, die zwischen dem Schwenkpunkt D der hinteren, unteren Verbindung
und dem Schwenkpunkt E des hinteren Schwenkarms gezogen ist, hilft,
zu verhindern, dass die Aufhängung
auf das Drehmoment einer angelegten Bremse anspricht, welche an
dem hinteren Vertikalbauteil oder der Stoßdämpferstrebe
Es ist für Fachleute weiterhin selbstverständlich, dass viele der Aspekte der Erfindung bei der bevorzugten Ausführungsform (wie bei jeder Ausgestaltung) das Ergebnis der Berücksichtigung einer breiten Vielfalt von Faktoren sind. Beispiele derartiger Faktoren umfassen das Bereitstellen der senkrechten Ausrichtung eines vollständig zusammengedrückten Stoßdämpferelements, wie hierin an anderer Stelle beschrieben, während für kleinere Fahrer eine niedrige Übersteh-Höhe des Rahmens bereitgestellt wird. Zustätzlich werden Fachleute verstehen, dass 17,5 Inches innerhalb eines in der Industrie derzeit verwendeten Bereichs für die Schwingarmlänge liegt, und obwohl die Erfindung mit Schwingarmen von größerer oder geringerer Länge ausgeführt werden kann, führen die Handhabung und andere hierin beschriebene Überlegungen dazu, dass es bevorzugt wird, das Voranstehende mit einer Schwingarmlänge kleiner als 17,5 Inches zu erreichen. Wenn diese Abmessung zu kurz ist, interferiert das Hinterrad mit den Antriebsstrangkomponenten. Wenn sie zu lang ist, wird der angetriebene Reifen während des Bergauffahrens keine Zugkraft beibehalten, da, unter anderem, der Schwerpunkt des Fahrers nicht ausreichend oberhalb des Hinterreifens angeordnet ist. Eine zu lange Abmessung beeinflusst weiterhin die Handhabung negativ, unter anderem würde das Fahrrad einen größeren Wenderadius aufweisen und daher eine größere Strecke zum Wenden benö tigen.It is for Experts continue to take it for granted that many of the aspects of the invention in the preferred embodiment (as in any embodiment) the result of consideration a wide variety of factors. Examples of such factors include providing the vertical orientation of a fully compressed shock absorber element, as described elsewhere herein, while for smaller riders a low standover height of the frame provided. Zustätzlich Professionals will understand that 17.5 inches within an in the industry currently used range for the Schwingarmlänge, and although the invention is practiced with swing arms of greater or lesser length can lead the handling and other considerations described herein are preferred will, the predecessor with a swing arm length less than 17.5 inches to reach. If this dimension is too short, it will interfere Rear wheel with the driveline components. If she is too long, will the driven tire during upholding does not retain traction because, inter alia, the center of gravity of the driver is not sufficiently above the rear tire is arranged. Too long a dimension will continue to affect the Handling negative, among other things, the bike would have a larger turning radius and therefore a greater distance to turn around.
Die
relativen Abmessungen, Formen und Anbringungspunkte der hinteren
Aufhängungsverbindungskomponenten
sind einige der Faktoren, die den Winkel der oberen Schwenkarme
Das
untere Joch
Wie
am besten in
Die
Schwenkpunkte C, D, E und F des Schwenkarms und des Jochs sind vorzugsweise
derart angeordnet, dass das "momentane
Zentrum" sich sehr
nahe an die Antriebsachse der Antriebskette annähert, oder (im idealen Zustand
[wie beispielsweise im belasteten Zustand der bevorzugten Ausführungsform])
mit der Antriebsachse der Antriebskette zusammenfällt (als
unterschiedliche Linien in
Selbst wenn die Antriebskettenachse nicht genau das IC schneidet (und es daher etwas an durch das Drehmoment induzierter Belastung gibt), ist die Belastung verglichen mit Aufhängungsvorrichtungen und -konstruktionen des Standes der Technik stark verringert. Wenn, anders ausgedrückt, aufgrund der großen Nähe aller Gangkombinationen zu der Kettendrehmomentlinie, das Drehmoment die Verbindung beeinflussen würde, würde es einen kleineren Abstand aufweisen, um die Aufhängungsvorrichtung zu bewegen, um das IC mit der CT auszurichten, wodurch jeglicher Leistungsverlust eliminiert wird.Even if the drive chain axis does not cut exactly the IC (and it therefore gives some of the load induced by the torque), is the load compared to suspension devices and constructions of the prior art greatly reduced. If, in other words, due the big Close to all Gear combinations to the chain torque line, the torque the Would affect connection it would have a smaller distance to move the suspension device, to align the IC with the CT, eliminating any power loss is eliminated.
In
der maximal zusammengedrückten
Position (siehe zum Beispiel
Der genaue Bewegungsbereich des momentanen Zentrums in dieser Hinsicht kann durch Ändern der Positionen der Schwenkpunkte C, D, E und F ausgewählt werden (indem, zum Beispiel, die relative Größe und Form der Komponenten der Verbindung geändert wird), aber die besten Ausführungsformen der Erfindung behalten das momentane Zentrum so nahe wie möglich an der Kettenantriebsdrehmomentlinie über den größten Bereich von Lastzuständen, während sie eine geeignete Geometrie für BTI und gegen das Absenken beibehalten, und die Aufmachung (Ausgestaltung) derart beibehalten, dass sie sich zur Verwendung von industriellen Standardkomponenten eignen, an einen breiten Bereich von Rahmengrößen anpassbar sind, und eine strukturell leichte, aber belastbare komplette Rahmenanordnung bereitstellen.The exact range of motion of the current center in this regard can be changed by changing the Positions of the pivot points C, D, E and F are selected (by, for example, the relative size and shape of the components of the connection is changed), but the best embodiments of the invention keep the current center as close as possible to the chain drive torque line over the the largest range of load conditions while maintaining proper geometry for BTI and lowering, and maintaining the design (s) suitable for use with standard industrial components, adaptable to a wide range of frame sizes, and structurally lightweight but provide resilient complete frame assembly.
Wenn
daher die Antriebskettenachse das IC schneidet, kann kein durch
die Antriebskette induziertes Drehmoment durch Kompression oder
Ausdehnung den Stoßdämpfer der
Aufhängung
beeinflussen. Weiterhin, wie am besten in
Diese Anordnung minimiert die von der Aufhängung induzierten Pedalkraftverluste, welche durch die von dem Antriebskettenmoment induzierte Aufhängungsbewegung verursacht sind. Dieser Verlust ist ein hauptsächlicher Verlust bei der Kraftübertragungseffizienz bei einem Fahrrad mit einer hinteren Aufhängung.These Arrangement minimizes suspension-induced pedal force losses which is due to the drive chain moment induced suspension movement caused. This loss is a major loss in power transmission efficiency in a bicycle with a rear suspension.
Die
Drehmoment-Interaktion zwischen der durch die Pedale induzierten
Radantriebskraft und dem Untergrund kann ebenfalls eine die Energie
des Fahrers verschwendende Aufhängungskompression
aufgrund eines Drehmoments verursachen, das über die oberen Schwenkarme
der Aufhängung
und das untere Joch an die Stoßdämpfermittel übertragen
wird. Um diesem Moment entgegenzuwirken, weist die Aufhängung ungefähr 10–20 Prozent
Anti-Stoßdämpfermittel-Kompression
(oder "Anti-Absenkung") auf, welche in
die Aufhängungsgeometrie
eingebaut ist. Wie in
Der Prozentsatz des "Anti-Absenkungs"-Widerstands ändert sich aufgrund der dynamischen Änderungen der Fahrerpositionierung während des Fahrens, anatomischer Unterschiede zwischen Fahrern und der Betrag des statischen "Hängens" oder "Sinkens", auf den der einzelne Fahrer seine Aufhängung bevorzugt einstellt. Beträge der Anti-Absenkung, welche größer sind als 30 Prozent, verursachen ein Versteifen der Aufhängung oder einen Widerstand gegenüber einer Bewegung bei Bodenwellen während des Betriebs der Pedalen, welcher normalerweise vermieden wird, wenn möglich. Ein übermäßiger "Anti-Absenkungs-Widerstand", welcher in die Geometrie der hinteren Aufhängung eingebaut ist, kann ebenfalls unerwünschte anhebende Momente während des Bremsens erzeugen, wodurch die Fähigkeit der hinteren Aufhängung, Bodenwellenbewegungen zu absorbieren, verringert wird. Um unerwünschte Aufhängungsbewegungen, eine Versteifung oder eine Vorlast unter den Bremskräften zu verhindern, ist der Anbringungspunkt an dem Hinterradanbringungs-Vertikalelement angebracht. Der Winkel des Hinterradanbringungs-Vertikalelements zu den oberen Schwingarmen erreicht in einem belasteten Zustand statisch 90 Grad, was bewirkt, dass das von den Bremskräften erzeugte Drehmoment lateral, mit einer minimalen horizontalen Drehmomentkomponente, zu der vorderen Rahmenanordnung übertragen wird. Diese Übertragung der Bremskräfte wird daher keinen ausdehnende oder zusammendrückende Wirkung auf den Stoßdämpfer haben, was es der Aufhängung ermöglicht, sich horizontal zu bewegen, wenn sie durch Kräfte der Räder auf Bodenwellen aktiviert wird, während die hinteren Bremsen betätigt werden. Die Anordnung des momentanen Zentrums relativ nahe an der Untergrundebene hilft ebenfalls für die Nachgiebigkeit der Aufhängung bei Bodenwellen während des Bremsens.Of the Percentage of "anti-subsidence" resistance changes due to the dynamic changes the driver positioning during of driving, anatomical differences between drivers and the amount of static "hanging" or "sinking" to which the individual Driver his suspension preferably sets. amounts the anti-subsidence, which are larger than 30 percent, causing a stiffening of the suspension or a resistance to a movement during bumps during the operation of the pedals, which is normally avoided if possible. An excessive "anti-subsidence resistance", which in the Geometry of the rear suspension can also be unwanted lifting moments during the Generate braking, reducing the ability the rear suspension, To absorb bumps movements is reduced. To avoid unwanted suspension movements, a stiffening or a preload under the braking forces too is the attachment point to the rear wheel attachment vertical element appropriate. The angle of the rear wheel attachment vertical element to the upper swing arms achieved in a loaded condition static 90 degrees, which causes the braking forces generated by the Torque lateral, with a minimum horizontal torque component, transferred to the front frame assembly becomes. This transfer the braking forces will therefore have no expansive or compressive effect on the shock absorber, what is the suspension allows to move horizontally when activated by forces of the wheels on bumps will, while the rear brakes pressed become. The arrangement of the current center relatively close to the Substrate level also helps with the compliance of the suspension Bumps during of braking.
Unter anderem gibt es zwei Kräfte, welche den hierin erläuterten Brems-Drehmomenteffekt beeinflussen. Die primäre Bremsdrehmomentkraft ist die der Kraftübertragung über das Stoßdämpferstrebenelement der Verbindung. Die sekundäre Kraft ist das Raddrehmoment gegen die Verbindung, welche den Anti-Absenkungs-Effekt von der Bremskraft (nicht der Kettenantriebskraft) betrifft, welche dann mit dem IC auf eine ähnliche Art und Weise in Beziehung steht, wie die Art, auf die das Antriebsdrehmoment das Raddrehmoment beeinflusst. Diese primären und sekundären Kräfte sind ähnlich zu den hierin erläuterten und angesprochenen Problemen des Antriebsdrehmoments (wobei die primäre Antriebsdrehmoment-"Problem"-Kraft die Kettendrehmomentkraft ist, und die sekundäre das Raddrehmoment ist).Among other things, there are two forces that affect the brake torque effect discussed herein. The primary brake torque force is that of transmitting power through the shock absorber strut member of the connection. The secondary force is the wheel torque against the connection, which is the anti-Absen kung effect (not the chain drive force), which is then related to the IC in a similar manner as the manner in which the drive torque affects the wheel torque. These primary and secondary forces are similar to the drive torque problems discussed and addressed herein (where the primary drive torque "problem" force is the chain torque force and the secondary is the wheel torque).
Verglichen mit den oben beschriebenen "Drehmoment-reaktiven" Aufhängungen, richtet die nicht-Drehmoment-reaktive Aufhängung oder ICTT ("Instant Center Tracking Technology", "momentanes-Zentrum-Verfolgungs-Technologie") das momentane Zentrum der Aufhängung mit der Kettenantriebslinie des Mittelwerts der Gangübersetzungsverhältnisse, wodurch eine stark verbesserte Leistungsfähigkeit bereitgestellt wird. Wie oben angezeigt, ist das momentane Zentrum als der Punkt im Raum beschrieben, an dem gedachte gerade Linien, welche durch die Haupt-Schwenkpunkte der Aufhängung gezogen sind, sich schneiden. Dieser Punkt ist die gedachte oder virtuelle Achse, um den die hintere Aufhängung schwenkt. Indem das momentane Zentrum mit der Kettenlinie an der Antriebs- oder gespannten Seite ausgerichtet ist, haben die an der Kette ziehenden Kurbeln während des Pedalbetriebs keinen außermittig angeordneten Hebelarm oder Momentarm, um die Aufhängung anzuheben oder zusammenzudrücken. Aufgrund der Anordnung des momentanen Zentrums in Beziehung zu dem Fahrrad/Fahrer-Zentrum der Massenverteilung, widersteht die hintere Aufhängung Rad-induzierten Antriebsdrehmomenten, welche ebenfalls die Auf hängung bewegen können. Dies ist als "Anti-Absenkungs-Geometrie" bezeichnet, wie oben erläutert. Die Aufhängung weist zwischen 10–30% "Anti-Absenkung" auf (in Abhängigkeit von der Position und der speziellen physischen Eigenschaften des Fahrers), was eine freie, vollständig aktive Aufhängungsbewegung bei Bodenwellen-Zuständen ermöglicht, aber genug Widerstand gegen von einer Rad-zu-Untergrund-Drehmomentreaktion induzierte Aufhängungsbewegungen bereitstellt. Demzufolge ist die Aufhängung selbst unter den härtesten Pedalbetriebsbelastungen vollständig aktiv, was es den Reifen ermöglicht, auf den unebensten, steilsten Anstiegen Haftung beizubehalten. Indem die Stoßdämpfer-Schwenkarme eine Länge aufweisen, die fast gleich der des unteren Jochs ist, folgt das momentane Zentrum der Kettenlinie eng durch den gesamten Hub der Aufhängung. Da die Stoßdämpfer-Schwenkarme und das untere Joch fast die gleiche wirksame Länge aufweisen, und aufgrund der Position der Schwenkpunkte (C, D, E und F), folgt das Rad einem fast geraden Weg nach oben und unten, wobei der Radstand fast konstant gehalten wird, ein Rückprall der Pedale beim Treffen von Bodenwellen während des Pedalbetriebs wird eliminiert, und ein Peitschen der Kette wird für ein sichereres Schalten verringert. Aufgrund des fast vertikalen Rad-Wegs, ist die Stoßdämpferaktion weiterhin effizienter, da das Rad nur nach oben (nicht nach vorne) verlagert wird, wenn eine Bodenwelle angetroffen wird.Compared with the "torque-reactive" suspensions described above, aligns the non-torque-reactive suspension or ICTT ("Instant Center Tracking Technology "," Momentary Center Tracking Technology ") the current center the suspension with the chain drive line the mean of the gear ratios, thereby providing greatly improved performance. As indicated above, the current center is the point in space described at the thought straight lines, which through the main pivot points the suspension pulled, cut themselves. This point is the imaginary or virtual axis around which the rear suspension pivots. By the momentary center aligned with the catenary on the drive or tensioned side is, the pulling on the chain cranks during pedal operation no eccentrically arranged lever arm or moment arm to lift the suspension or squeeze. Due to the arrangement of the current center in relation to the Bicycle / driver center of mass distribution, the rear resists Suspension wheel-induced Drive torques, which can also move the suspension. This is referred to as "anti-subsidence geometry", such as explained above. The suspension shows between 10-30% "anti-subsidence" (depending on from the position and the special physical properties of the Driver), what a free, complete active suspension movement at bump conditions allows but enough resistance to from a wheel-to-ground torque reaction provides induced suspension movements. As a result, the suspension is even among the hardest Pedal operating loads fully active, what makes it possible for the tires to maintain liability on the roughest, steepest climbs. By the Shock rocker arms a length which is almost equal to that of the lower yoke, it follows momentary center of the chain line narrow through the entire stroke of the Suspension. Because the shock absorber swivel arms and the lower yoke have almost the same effective length, and due the position of the pivot points (C, D, E and F), the wheel follows one almost straight way up and down, with the wheelbase almost constant is held, a rebound the pedals when meeting bumps during pedal operation becomes eliminates, and a whipping of the chain is reduced for a safer switching. Due to the almost vertical wheel path, the shock absorber action is continues to be more efficient, as the wheel is only up (not forward) is displaced when a bump is encountered.
Wie oben beschrieben, ist das "momentane Zentrum" vorzugsweise genau auf der mittleren Kettendrehmomentachse im belasteten Zustand der Aufhängung angeordnet (wie an anderer Stelle hierin angezeigt, ist der "belastete" Zustand die normale Betriebsposition der Aufhängungsverbindung, wie von dem einzelnen Fahrer eingestellt). Eine durch die Kette induzierte Drehmomentreaktion wird immer dann eliminiert, wenn das momentane Zentrum der Aufhängung mit der Kettenantriebslinie ausgerichtet ist. Weiterhin wird die Radantriebsdrehmomentreaktion zwischen dem Reifen und dem Untergrund auf ähnliche Art und Weise verringert und durch die Anti-Absenkungs-Geometrie, wie oben beschrieben, gesteuert. Die bevorzugte Ausführungsform führt zu der gewünschten Ausrichtung, wobei das momentane Zentrum in allen Gangpositionen und Aufhängungspositionen (Fahrerlast, Stoßdämpferlast, usw.) nahe an der Kettenlinie gehalten wird. Unter anderem wird dies davon verursacht, dass die die Aufhängungs-Verbindungsarme eine fast gleiche Länge aufweisen und durch fast identische Bögen bewegt werden, wenn die Aufhängung durch ihren Hub bewegt wird, verglichen mit der Ausgestaltung des Standes der Technik mit kurzen oberen und längeren unteren Verbindungsarmen. Diese Geometrie hilft dabei, zu verhindern, dass das momentane Zentrum sich in Bezug auf die Kettenlinie nach unten verlagert, wenn die Aufhängung zusammengedrückt wird (welche Verlagerung typisch für bestimmte Ausgestaltungen des Standes der Technik ist, bei den Ausgestaltungen des Standes der Technik, welche überhaupt zu jedem gegebenen Zeitpunkt ein momentanes Zentrum aufweisen). Die Position des Bremsenankers und der Aufhängungs-Schwenkpunkte eliminiert fast die Bremsdrehmomentreaktion.As described above, is the "instantaneous Center "preferably exactly on the middle chain torque axis in the loaded state the suspension (As indicated elsewhere herein, the "loaded" condition is normal Operating position of the suspension connection, as set by the individual driver). One through the chain induced torque reaction is always eliminated when the current Center of the suspension aligned with the chain drive line. Furthermore, the Radantriebsdrehmomentreaktion between the tire and the ground to similar ones Reduced and reduced by the anti-subsidence geometry, as described above, controlled. The preferred embodiment leads to the desired Alignment, with the current center in all gear positions and suspension positions (Driver load, shock load, etc.) is kept close to the chain line. Among other things will this causes the suspension link arms to become one almost the same length and are moved by almost identical arcs when the suspension is moved by its stroke, compared with the embodiment of Prior art with short upper and longer lower connecting arms. This geometry helps to prevent the momentary center moves downwards with respect to the catenary when the suspension pressed together becomes (which shift typical for certain configurations The prior art is in the embodiments of the state the technology, which ever have a current center at any given time). The position of the brake anchor and the suspension pivot points are eliminated almost the brake torque reaction.
Demzufolge
ist die bevorzugte Ausführungsform
vollständig
oder fast vollständig
nicht-Drehmoment-reaktiv in einem viel größeren Bereich üblicherweise
verwendeter Gänge.
Alles, was übrigbleibt,
ist eine sehr leichte, minimale Drehmoment-Reaktivität in extremen,
selten verwendeten Gangkombinationen. Demgemäß treten wenigstens einige
der extremen Kettenantriebspositionen, die in
Das momentane Zentrum der bevorzugten Ausführungsform verfolgt die Kettendrehmomentlinie sehr eng, und zwar immer innerhalb des Bereichs von Gängen und sehr nahe bei den mittleren, am meisten verwendeten Gängen des Gangbereichs, wodurch eine minimale Drehmomentreaktion sichergestellt wird, unabhängig von der Position der Aufhängung innerhalb ihres Hubs. Der Bereich von Gangpositionen, an denen die Aufhängung fast oder vollständig nicht reaktiv gegenüber Pedaldrehmomenten ist, ist sehr groß, viel größer als bei jedem derzeit hergestellten Fahrrad, und/oder der Prozentsatz der Abweichung (durch den gesamten Kompressionshub, belastet bis vollständig zusammengedrückt, usw.) von vollständiger Dreh moment-Aufhebung ist kleiner als derjenige bei jedem derzeit hergestellten Fahrrad.The instant center of the preferred embodiment tracks the chain torque line very closely, always within the range of gears and very close to the middle, most used gears of the gear range, ensuring a minimum torque response depending on the position of the suspension within its stroke. The range of gear positions where the suspension is almost or completely unresponsive to pedal torque is very large, much larger than any currently manufactured bicycle, and / or the percentage of deviation (through the total compression stroke, loaded to fully compressed, etc .) of complete torque cancellation is smaller than that of any currently manufactured bicycle.
Die
Fähigkeit
der Erfindung, dass die Kettendrehmomentlinie das momentane Zentrum
verfolgt, ist in den Graphen und Daten von
Obwohl
Wie
aus
Eine Aufhängungswirkung der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird nicht durch eine Pedalkrafteingabe beeinflusst. Die Aufhängung der Erfindung ist bei den meisten Aufhängungslastzuständen fast vollständig nicht-Bremsdrehmoment-reaktiv. Das leicht progressive, fast lineare Stoßdämpfer-Bewegungsverhältnis, das durch die Erfindung bereitgestellt ist, funktioniert gut mit einem breiten Bereich von stoßdämpfenden Elementen, wie beispielsweise einer Spiralfeder und Stoßdämpfern vom Luftfedertyp. Die fast konstante Radstandabmessung der Erfindung stellt ein sicheres Schalten bereit und eliminiert durch die Aufhängung induzierten Rückprall der Pedale. Der fast vertikale Rad-Weg (während der Stoßdämpfung) stellt eine wirksame Stoßdämpfung sicher und verrringert Verluste der Vorwärtsantriebsenergie. Die Erfindung ist eine einfache, elegante, steife Ausgestaltung.A suspension effect of the preferred embodiment of the invention is not affected by a pedal force input. The suspension of the invention is almost at most suspension load conditions completely non-braking torque-reactive. The slightly progressive, almost linear shock absorber motion ratio provided by the invention works well with a wide range of shock absorbing elements, such as a coil spring and air spring type shock absorbers. The almost constant wheelbase dimension of the invention provides safe shifting and eliminates suspension induced rebound of the pedals. The nearly vertical wheel travel (during shock absorption) ensures effective shock absorption and reduces losses of forward drive energy. The invention is a simple, elegant, rigid embodiment.
Obwohl Fahrräder, welche die Erfindung verkörpern, teurer in der Herstellung sind als solche, die eine Ausgestaltung ohne eine Aufhängung aufweisen, wird dies üblicherweise weniger sein als bei vielen Aufhängungs-Ausgestaltungen des Standes der Technik (da die Ausgestaltung weniger komplex ist, weniger Material benötigt, usw.), und die Kosten werden für viele, wenn nicht die meisten Fahrer die verbesserte Leistungsfähigkeit wert sein.Even though Cycles, which embody the invention, more expensive to manufacture are as such, which is an embodiment without a suspension this will become common be less than in many suspension embodiments of the Prior art (because the design is less complex, less so Material needed, etc.), and the costs are for many, if not most, drivers have improved performance be worth.
Ein
Verfahren zur Stoßdämpfung umfasst
die Schritte des Bereitstellens einer vierteiligen Verbindung, wie
hierin beschrieben, wobei die Verbindung an vier Verbindungspunkten
schwenkbar ist, welche die Verbindung bilden, und des Bereitstellens
eines Stoßdämpferelements,
das zwischen zwei gegenüberliegenden
Elementen dieser Verbindung angebracht ist, und des Anlegens von
Lasten an den Stoßdämpfer. Weitere
Schritte umfassen das Bereitstellen einer Verbindung mit den oben
genannten Eigenschaften bei einer Fahrradkonstruktion, Fahren des
Fahrrads und Fortbewegung über
unebenes Terrain. Diese beiden gegenüberliegenden Bauteile (wie
beispielsweise der jeweils untere Schwingarm oder das Joch
Wenn die bevorzugte Position des momentanen Zentrums entwickelt wird, zeigen wenigstens die folgenden Faktoren an, dass das IC im Allgemeinen nicht zu nahe an der unteren Halterung entlang dem mittleren Kettenliniendrehmomentvektor liegen sollte (ums näher das IC, desto extremer werden die erwähnten Probleme):
- 1. Umso näher
die IC-Position ist, desto kürzer
ist die obere Verbindung (oder der Kniehebel) (entsprechend Elementen
6 ,7 bei der bevorzugten Ausführungsform). Umso kürzer der Kniehebel, desto schneller und weiter "taucht" das IC unterhalb die Kettenlinie und die Aufhängung wird zusammengedrückt. Dieses "Eintauchen" trägt unerwünscht zu dem oben genannten Aufbock-Effekt unter einer Pedal- Drehmomentlast bei, aufgrund des durch den Abstand zwischen dem IC und der Kettenlinie erzeugten Drehmoments. Im Gegensatz zu allen solchen "naheliegenden" Ansätzen des Standes der Technik, neigt das IC der vorliegenden Erfindung dazu, die Kettenlinie unter Kompression besser zu "verfolgen" und nicht so weit von dieser Linie abzuweichen. Zum Beispiel bewegt sich, wie in5B gezeigt, das IC der bevorzugten Ausführungsform nur sehr allmählich von der mittleren Kettendrehmomentlinie weg, wenn die Aufhängung weiter zusammengedrückt wird. Ferner bewegt sich, wie in5A und5C gezeigt, das IC der bevorzugten Ausführungsform tatsächlich während des Kompressionshubs näher an die Kettenlinie heran, wenn der Fahrer die maximale oder die minimale Ganganordnung ausgewählt hat. Die speziellen Leistungscharaktenstiken der Aufhängung in dieser Hinsicht können vom Designer des Rahmens unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wie hierin erläutert, ausgewählt werden. Obwohl auf den ersten Blick bestimmte Techniken des Standes der Technik (zumindest in bestimmten Zuständen der Stoßdämpferkompression) einen Drehmomentarm (und demzufolge eine Torsionskraft) für die Kettendrehmomentlinie bereitzustellen scheinen, welche kleiner ist als bei der vorliegenden Erfindung, umfasst das "Drehmoment"-Gefühl und die von dem Fahrer gespürte Kraft tatsächlich einen zusätzlichen "Hebelarm": den Abstand zwischen dem IC (welches als eine virtuelle Schwenkachse funktioniert) und der um diese Achse geschwenkten "Masse" (das Rad, die Aufhängung, usw.). Mit anderen Worten, ist das von dem Fahrer gespürte "Drehmoment" (und die "vergeudete" oder "weggesogene" Energie eine Funktion sowohl davon, dass die voranstehend genannte "Masse" auf ihren Hebelarm (den Abstand von dieser Masse zu dem IC) wirkt, und dass die Kettenantriebskraft auf ihren Hebelarm wirkt. Wenn daher zum Beispiel das IC "nahe" an das Hinterrad bewegt wird, ist die "Masse" einfacher zu bewegen (da ihr Hebelarm kürzer ist), und daher ist das Aufbocken usw., das von einem gegebenen Betrag der Fehlausrichtung des IC von der Kettendrehmomentlinie verursacht wird, größer, als wenn das IC weiter vorne wäre. Anders ausgedrückt, würde die effektive Energie-"Absaugung" oder Radbewegung bei einem IC auftreten, das näher am Hinterrad ist, aber einen proportional kürzeren Abstand zwischen dem IC und der Kettenkraftlinie aufweist, als bei einem IC, das "weiter" weg ist, aber einen proportional längeren Abstand zwischen dem IC und der Kettenkraftlinie aufweist. - 2. Ein in einer "nahen" Position angeordnetes IC würde eine relativ kürzere obere Verbindung benötigen und würde einen relativ kürzeren Stoßdämpfer benötigen. Demzufolge haben derartige "kürzere" IC-Ausgestaltungen ein sehr hohes Bewegungsverhältnis mit einer schnellen Änderung der Rate (steigend, fallend) bei jeder Ausführungsform, bei der die Ausgestaltungs-Aufmachung praktikabel wäre. Ferner sind schnelle Änderungen der Geschwindigkeit des Stoßdämpferkolbens für die Ventile des Stoßdämpfers schwierig genau zu bewältigen, und verschleißen das Stoßdämpferelement übermäßig.
- 3. Ein "nahebei" angeordnetes IC
erfordert, dass die hauptsächlichen
lasttragenden Schwenkpunkte (beispielsweise diejenigen, die C und
F in
1 entsprechen würden) näher aneinander entlang der Sitzröhre1 angeordnet werden. Diese Schwenkpunkte halten während der Kurvenfahrt und während sehr starker Pedalbetätigung extreme Torsionslasten aus. Wenn die Schwenkpunkte zu nahe aneinander angeordnet sind, wird die Sitzröhre1 ungestützt einer Torsion ausgesetzt. Die Haupt-Schwenkpunkte C und F sind bei der vorliegenden Erfindung vorzugsweise ausreichend voneinander beabstandet (und/oder entsprechend nahe an den oberen und unteren Röhren2 und3 ), um nicht die Sitzröhre1 an die Torsion anzukoppeln und stattdessen diese Lasten direkt auf die Röhren zu übertragen, welche sie besser absorbieren. - 4. Umso näher
das IC ist, desto schwieriger ist es, für eine Isolation der Bremsdrehmoment-Reaktion
eine Vertikalanordnung (wie beispielsweise die Vertikalanordnung
9 ) mit einem Betriebsbereich bei oder nahe dem optimalen 90 Grad Winkel zu dem oberen Schwenkarm bereitzustellen. - 5. Umso näher das IC ist, desto höher ist der Prozentsatz der Anti-Absenkung, der zu dem unerwünschten Aufbocken der hinteren Aufhängung beim Bremsen und der die Funktion der Aufhängung verringernden Versteifung der Aufhängung bei Pedalbetätigungslasten beitragen kann.
- 1. The closer the IC position, the shorter the upper linkage (or toggle link) (corresponding to elements)
6 .7 in the preferred embodiment). The shorter the toggle, the faster and further the IC "dives" below the catenary and the suspension is compressed. This "dipping" undesirably contributes to the above-mentioned jacking effect under a pedal torque load due to the torque generated by the distance between the IC and the catenary. In contrast to all such "prior art" approaches of the prior art, the IC of the present invention tends to better "track" the catenary under compression and not deviate so much from that line. For example, moves as in5B 10, the IC of the preferred embodiment only very gradually away from the mean chain torque line when the suspension is further compressed. It also moves, as in5A and5C In fact, the IC of the preferred embodiment actually approaches the catenary during the compression stroke when the driver has selected the maximum or minimum gear arrangement. The particular performance characteristics of the suspension in this regard may be selected by the designer of the frame using the method and apparatus of the invention as discussed herein. Although, at first glance, certain prior art techniques (at least in certain states of shock compression) appear to provide a torque arm (and thus a torsional force) for the chain torque line which is smaller than in the present invention, includes "torque" sensing and in fact, the force felt by the driver actually has an additional "lever arm": the distance between the IC (which functions as a virtual pivot axis) and the "mass" pivoted about that axis (the wheel, suspension, etc.). In other words, the "torque" sensed by the driver (and the "wasted" or "sucked" energy is a function of both the aforementioned "mass" acting on its lever arm (the distance from that mass to the IC) Thus, for example, when the IC is moved "close" to the rear wheel, the "mass" is easier to move (since its lever arm is shorter), and therefore the jacking up, etc., is from a given amount of misalignment of the IC from the Chain torque line is caused to be larger than if the IC were further up. In other words, the effective energy "suction" or wheel movement would occur in an IC that is closer to the rear wheel but has a proportionately shorter distance between the IC and the warp line than with an IC that is "further" away has a proportionally longer distance between the IC and the chain line of force. - 2. An IC placed in a "near" position would require a relatively shorter top connection and would require a relatively shorter shock absorber. As a result, such "shorter" IC designs have a very high motion ratio with a rapid change in rate (increasing, decreasing) for each embodiment where the design make-up would be practical. Further, rapid changes in the speed of the shock absorber piston for the valves of the shock absorber are difficult to accurately cope with, and excessively wear the shock absorber element.
- 3. An "on-line" IC requires that the main load-bearing pivot points (for example, those C and F in FIG
1 would correspond) closer to each other along the seat tube1 to be ordered. These pivot points withstand extreme torsional loads during cornering and during very strong pedaling. If the pivot points are located too close together, the seat tube becomes1 unsupported by a twist. The main pivot points C and F are preferably sufficiently spaced apart in the present invention (and / or correspondingly close to the upper and lower tubes2 and3 ), not the seat tube1 coupled to the torsion and instead transfer these loads directly to the tubes, which absorb them better. - 4. The closer the IC is, the more difficult it is to have a vertical assembly (such as the vertical assembly) for isolation of the brake torque response
9 ) with an operating range at or near the optimum 90 degree angle to the upper pivot arm. - 5. The closer the IC is, the higher the percentage of anti-sag that can contribute to the undesirable rear suspension hitching during braking and the suspension-reducing stiffening of the suspension at pedaling loads.
Auf ähnliche Art und Weise zeigt, wenn die bevorzugte Position des momentanen Zentrums entwickelt wird, wenigstens der folgende Faktor an, dass das IC im allgemeinen nicht zu weit weg von der unteren Halterung entlang dem mittleren Kettenliniendrehmomentvektor sein sollte (umso näher das IC ist, desto extremer werden die beschriebenen Probleme):
- 1. Umso weiter das IC von der unteren Halterung entfernt ist, desto mehr wird die Aufhängung wie eine Parallelverbindungsaufhängung des Standes der Technik wirken, und daher ungleichmäßigen Drehmomentlasten ausgesetzt sein (wobei die Kettenposition üblicherweise näher an einer Schwenkachse [beim derzeitigen Stand der Technik für Fahrräder im allgemeinen der untere Schwingarm] angeordnet ist, wodurch eine höhere Drehmomentlast an dieser Achse bewirkt wird, was zu einem "Sperren" oder "Aufbocken" nach oben an der Verbindung führen kann), und wird keine gewünschte Anti-Absenkungs-Geometrie bereitstellen können, oder der Prozentsatz der Anti-Absenkung wird derart klein, dass er bedeutungslos ist. Obwohl dies gegenüber einem zu nahe eingestelltem IC bevorzugt wäre, wird die maximal "entfernte" Position des IC im allgemeinen durch Aufmachungs-Überlegungen bestimmt, zusammen mit der Abwägung aller anderen Ausgestaltungs- und Leistungsfähigkeits-Elemente (wie beispielsweise BTI und Anti-Absenkung). Wie oben angezeigt, ist "zu nahe" im allgemeinen schlechter als "zu weit weg".
- 1. The more the IC is removed from the lower bracket, the more the suspension will act as a prior art parallel link suspension, and therefore be subject to uneven torque loads (the chain position typically being closer to a pivot axis [in the current state of the art for bicycles generally the lower swing arm], thereby causing a higher torque load on that axle, which may result in "locking" or "jacking up" at the connection), and will not provide a desired anti-sag geometry, or the percentage of anti-subsidence becomes so small that it is meaningless. Although this would be preferable to over-adjusted IC, the maximum "off" position of the IC is generally determined by design considerations, along with consideration of all other design and performance elements (such as BTI and anti-sag). As indicated above, "too close" is generally worse than "too far away".
Im Gegensatz zu den voranstehend genannten Problemen des Standes der Technik mit " durch Bremsen induziertem Drehmoment", weist die ICTT-Hinteraufhängung keine herkömmliche, nach vorne geneigte Sitzhalterungsröhre auf; die bevorzugte ICTT hat stattdessen eine Radhalterungs-"Vertikale" 9. Ein Winkel von nahe an 90 Grad unter Last wird von der hinteren Vertikalen zu dem oberen Schwenkarm beibehalten, was den Betrag des an die hintere Aufhängung übertragenen Drehmoments stark verringert. Aufgrund der Position des momentanen Zentrums werden Radbremskräfte an die Nähe der Antriebskettenachse des Fahrrads übertragen, welche, da sie relativ nahe an der Ebene des Untergrunds liegt, nicht zu irgendeinem bedeutenden Aufbock- oder Absenk-Effekt beitragen kann.in the Contrary to the problems of the prior art mentioned above Technique with "by Brake induced torque ", has the ICTT rear suspension no conventional, forwardly tilted seat support tube; the preferred ICTT instead has a wheel support "vertical" 9. An angle of close to 90 degrees below Load is maintained from the rear vertical to the upper swing arm, what the amount of torque transmitted to the rear suspension strong reduced. Due to the position of the current center wheel braking to the proximity the drive chain axle of the bicycle which, as they are relative close to the level of the underground, not to any significant one Can contribute jacking or lowering effect.
Im
Gegensatz zu den voranstehend beschriebenenen Bewegungsverhältnisproblemen,
welche bei derzeitigen Ausgestaltungen auftreten, verwendet die
ICTT-Hinteraufhängung
lange Schwenkarme, um das Stoßdämpfer-bewegungsverhältnis so
nahe wie möglich
an einem linearen Verhältnis
beizubehalten. Die Schwenkarm-Geometrie der Erfindung weist eine
sanft ansteigende Rate auf, welche Stöße aller Größen und Frequenzen aufnimmt.
Die sanft ansteigende Rate der Erfindung funktioniert gut sowohl
bei Schraubenfeder-Stoßdämpfern,
als auch bei Stoßdämpfern vom
Luftfedertyp. Mit kleinen Stoßdämpfer-Schwenkarmen, welche
eine schnelle Änderung
der Stoßdämpferrate
aufweisen, wird die Ventilanordnung des Stoßdämpfers (welche die Leistungsfähigkeit
des Stoßdämpfers sowohl
bei der Kompression als auch beim Rückschlag beeinflusst), sehr
schnellen Beschleunigungen der Wellengeschwindigkeit ausgesetzt.
Die längeren
Stoßdämpfer-Schwenkarme
Im Gegensatz zu den komplizierten Ausgestaltungen derzeitiger Fahrrad-Aufhängungen, erreicht die ICTT-Hinteraufhängung alle ihre Ziele in einer einfachen, festen, robusten, leichten Baugruppe mit einer minimalen Anzahl von Teilen, von biegeanfälligen Schwenkpunkten und ohne übermäßige Komplexität.in the Contrast to the complicated designs of current bicycle suspensions, achieves the ICTT rear suspension all of their goals in a simple, solid, rugged, lightweight assembly with a minimum number of parts, bendable pivot points and without excessive complexity.
Die Vorrichtung und die Verfahren unserer Erfindung sind in einigen Einzelheiten beschrieben worden, aber die speziellen offenbarten Ausgestaltungen, Konstruktionen und Schritte sind nicht als die Erfindung begrenzend anzusehen, und verschiedene offensichtliche Modifikationen werden für Fachleute offensichtlich sein, welche alle nicht von der Essenz der Erfindung abweichen, und es ist beabsichtigt, dass alle derartigen Änderungen und Modifikationen in den angehängten Ansprüchen eingeschlossen sind.The Apparatus and the methods of our invention are in some Details have been described, but the specific ones disclosed Designs, constructions and steps are not as the To contemplate limiting invention, and various obvious Modifications are for Experts will be obvious, all of which are not of the essence of the invention, and it is intended that all such changes and modifications in the attached claims are included.
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